金属离子对MOFs衍生材料及其超级电容器性能的影响

发布时间：2024-04-02 18:22

　　超级电容器由于特有的大功率密度、快速充放电、循环寿命长、环境友好等优点,在新能源领域备受关注。金属有机骨架(MOFs)作为一种由无机金属离子和有机配体组装而成的新型杂化材料,其衍生材料不仅继承了MOFs大比表面积和多孔的特点,而且能够可控地合成出一些(微)纳米、中空形貌等特殊结构的材料,并在超级电容器中具有很大的应用潜力。然而,MOFs衍生材料受到前驱体形貌、组分、煅烧条件等广泛因素的影响,巧妙地控制这些因素可以有目的地制备出理想的目标材料。金属离子作为MOF的中心节点,均匀地分布在整个网络中,无疑会对煅烧后的产物产生至关重要的影响。因此,本论文系统研究了金属离子对MOFs衍生材料的形貌及其超级电容器性能的影响。主要内容如下:1.以邻苯二甲酸(H₂pa)和1,4-双咪唑苯(bib)为混合配体,与五种过渡金属离子自组装出具有相同分子式[M(pa)(bib)]_∞的MOFs 1-5。金属离子采取不同的配位模式,使得它们展示出多样的拓扑结构,说明金属离子在MOFs自组装中起着至关重要的作用。这些MOFs前驱体进一步采用一锅硫化法成功合成了5种分散良好...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超级电容器研究概况
        1.1.1 简介
        1.1.2 超级电容器的电极材料
        1.1.3 超级电容器的应用
    1.2 金属有机骨架化合物的研究概况
        1.2.1 金属有机化合物简介
        1.2.2 金属有机化合物的构筑
        1.2.3 金属有机化合物的应用
    1.3 MOFs衍生材料在超级电容器中的应用
        1.3.1 MOFs衍生材料的优点
        1.3.2 影响因素及调控策略
    1.4 论文的选题意义和研究内容
    1.5 研究中使用到的实验试剂和测试手段
        1.5.1 化学试剂
        1.5.2 测试仪器
    1.6 参考文献
第二章 五种含不同金属的M_xS_y@C复合材料在超级电容器中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 MOFs1-5 的合成
        2.2.3 一锅法合成M_xS_y@C复合材料
        2.2.4 MOFs1-5 的晶体结构测试
        2.2.5 电极制备
        2.2.6 电化学性质测试
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 合成策略
        2.3.2 晶体结构分析
        2.3.3 结构相关性分析
        2.3.4 所得样品的形貌与表征
        2.3.5 Mx Sy@C超级电容性能测试
    2.4 本章小结
    2.5 参考文献
第三章 利用同构MOFs探究金属离子对衍生碳的影响并应用于超级电容器
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 MOFs6-11 的合成
        3.2.3 碳材料的合成
        3.2.4 MOFs6-11 的晶体结构测试
        3.2.5 电极的制备
        3.2.6 电化学性质测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 合成策略
        3.3.2 MOF-6 的晶体结构
        3.3.3 样品的形貌与表征
        3.3.4 超级电容性能测试
    3.4 结论
    3.5 参考文献
结论与创新
附录
硕士期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3946013