胶体金属有机骨架的制备及性质

发布时间：2019-10-13 03:17

【摘要】：金属有机骨架(MOFs),是由金属离子或者金属簇与有机配体通过配位键自组装得到的一种新型多孔晶体材料,其结构和性质具有丰富的可调性。在过去的二十多年时间里,关于MOFs的设计合成和性能研究呈现了一种爆炸式的增长,结构新颖、功能多样化的MOFs不断涌现,研究重点逐步从最初的合成、结构表征向功能研发、实际应用方面延伸。目前MOFs在储能方面的应用备受关注,而其在电化学能源存储领域的相关研究尚处于起步阶段,故本论文旨在探索不同尺寸、形貌的胶体MOFs作为电极材料在电化学储能中的应用。本文通过室温、溶剂热法制备了不同尺寸、形貌的胶体M-MOF-74,并探究其作为Li-02电池正极材料时的电化学性能。主要研究内容如下:(1)本论文在室温下合成了胶体MOF-74:探讨了不同金属盐和不同碱性添加剂对MOF-74尺寸和形貌的影响。通过XRD和SEM对合成的产物进行表征,结果显示以正丁胺为碱性添加剂时,产物形貌规则、尺寸均一。研究表明碱性添加剂有利于配体更快的脱去质子,加快配位反应,形成均—的更小的胶体晶粒。本文还在溶剂热条件下合成了胶体Co-MOF-74:研究了不同酸性添加剂、不同的钴盐、不同乙酸浓度以及不同量PVP对产物的影响,并对产物进行了 XRD和SEM表征,进一步优化了胶体Co-MOF-74的合成条件。(2)在以上研究的基础上,实现了通过调节溶剂比例对胶体Co-MOF-74的形貌进行调控,合成了不同尺寸、形貌的新颖胶体Co-MOF-74。围绕MOFs作为正极材料在Li-02电池电化学储能中应用的主题,测试了这些MOFs对02的吸附性能,制备了基于不同尺寸、形貌Co-MOF-74的正极材料,研究其对Li-02电池比容量性能的影响。通过实验数据分析,得到了一种基于纳米纤维状Co-MOF-74正极材料的高比容量Li-02电池,在100 mA g-1电流条件下,其比容量值高达11350mAhg-1,比不含MOFs仅用SuperP作为电极材料的Li-02电池比容量高5倍。基于上述筛选出的具有高比容量的Li-02电池,深入探索了其在不同电流密度下的比容量和循环性能。其优异的电化学性能表明:纳米纤维状Co-MOF-74是一种高效的Li-02电池正极材料。
【图文】：

东南大学硕士学位论文ａｇｈｉ研究组在Ｎａｔｕｒｅ杂志上报道了一种孔径更大、比表ＯＦ－５［１６］：邋Ｚｎ４0（ＢＤＣ）３（ＤＭＦ）８（Ｃ６Ｈ５Ｃｌ）（如图邋１．１－２）。Ｍ０位自组装而成的三维网络结构，其孔洞的孔径约为１３邋，八面体的Ｚｎ４０（Ｃ0２）６次级构筑单元（ＳＢＵ）是由四基相连而成，最后八面体次级构筑单元与对苯二甲酸连定性高达３００邋°Ｃ，Ｌａｎｇｍｕｉｒ比表面积为２９００邋ｍ２／ｇ，，因积大，在早期被广为研究。ＨＫＵＳＴ－１和ＭＯＦ－５在金属着里程碑式的意义，是目前被科学家研宄得最为详细的作研宄提供了非常有益的指导与帮助。逡逑

钠石拓扑结构以及结构中的六元环；（ｂ）邋学的Ｐ．邋Ｌｉｌｌｅｒｕｄ课题组首次利用高了稳定的高配位数的六核无机簇Ｚｒ簇和对苯二甲酸组装合成了新型三和出色的稳定性［２２］。于是越来越多（Ｃ０２）１２，通过合成多种多样的有机的多孔ＭＯＦｓ，比如：ＵｉＯ－６７和ＵｉＯＫ？邋ｄｆｆ＾ｓｋ
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O641.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 严武渭;柳永宁;崇少坤;周亚萍;刘建国;邹志刚;;高能量密度锂离子电池用富锂正极材料[J];化学进展;2017年Z2期

2 侯倩;李春雷;崔孝玲;李翔飞;张宇;;锂离子电池三元正极材料的制备研究进展[J];化工新型材料;2017年06期

3 李军;周燕;靳世东;郑育英;;锂离子电池球形正极材料的研究进展[J];材料导报;2011年09期

4 董保光,叶丽光,李秉文,刘宝林;铅酸蓄电池正极添加剂的研究[J];蓄电池;1995年04期

5 孙艳霞;周园;申月;张丽娟;;动力型锂离子电池富锂三元正极材料研究进展[J];化学通报;2017年01期

6 冯卫良;沈同德;;碳纳米管改性磷酸铁锂正极材料的研究进展[J];电源技术;2013年11期

7 李宇展,任慢慢,吴青端,魏进平,阎杰;锂离子蓄电池钒系正极材料的研究进展[J];电源技术;2005年02期

8 宋顺林;张朋立;郑长春;刘亚飞;陈彦彬;;三元正极材料结构设计的研究进展[J];广东化工;2017年18期

9 李佳玮;厉英;孔亚州;;核壳结构三元锂离子电池正极材料研究进展[J];材料导报;2016年S1期

10 任崇;孔继周;周飞;杨小艳;唐州;李军秀;;锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展[J];材料导报;2013年13期

相关会议论文 前10条

1 王久林;王丽娜;李芹宇;杨慧军;;硫正极材料及其界面修饰[A];第三届全国储能科学与技术大会摘要集[C];2016年

2 应皆荣;姜长印;万春荣;雷敏;唐昌平;高剑;李维;;锂离子电池高密度球形系列正极材料[A];2005中国储能电池与动力电池及其关键材料学术研讨会论文集[C];2005年

3 王维坤;王安邦;苑克国;余仲宝;杨裕生;;锂电池正极材料有机多硫化物的研究进展[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（上集）[C];2005年

4 姜巍;姜鲁华;孙海;孙公权;;镁离子电池碳正极材料的研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十分会：化学电源[C];2016年

5 钟贵明;白晶玉;Paul N.Duchesne;Mcdonald Matt;王宇;龚正良;张鹏;付日强;杨勇;;新型可充锂离电池转化型正极材料磷酸铜的固体核磁共振研究[A];2015中国硅酸盐学会固态离子学分会理事会议暨第三届全国固态离子学青年学术交流会论文摘要集[C];2015年

6 韦伟峰;;高性能锂离子正极材料研究[A];2014中国功能材料科技与产业高层论坛摘要集[C];2014年

7 白珍辉;张春玲;江卫军;王浩然;朱晓沛;孙春圣;庞自钊;;新型锰基固溶体正极材料的研究进展[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年

8 刘国强;曾潮流;杨柯;;锂离子电池钒系正极材料的研究概况[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

9 马君;高玉瑞;冯欣;王兆翔;;富锂正极材料研究进展[A];第31届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2015年

10 邓远富;覃旭松;陈申;陈国华;;长寿命、功率型锰基正极材料的制备和中试研究[A];第31届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2015年

相关重要报纸文章 前10条

1 李小平;赣锋锂业介入三元正极材料领域[N];证券时报;2011年

2 杨文江　王满庆;磷酸钒锂正极材料研发成功[N];中国化工报;2012年

3 本报数据研究部 穆龚;三元正极材料获突破 锂电池行业打破垄断[N];上海证券报;2014年

4 记者 覃秘;新能源汽车规划落地 VC看好正极材料企业[N];上海证券报;2012年

5 记者 解丽娜;青藏高原第一条锂电池正极材料生产线建成投产[N];青海日报;2011年

6 王松林 章杰;开发动力锂电池正极材料[N];铜陵有色报;2010年

7 刘菁 郭远明;锂电池正极材料市场空间广阔[N];国际商报;2004年

8 中国有色金属工业协会锂业分会秘书长、中关村新型电池技术创新联盟理事 张江峰;我国锂电池正极材料产量持续增长[N];中国工业报;2018年

9 湖南日报记者 彭雅惠;“锂电王国”正崛起[N];湖南日报;2017年

10 北京大学化学与分子工程学院 其鲁;中国锂二次电池正极材料的发展趋势和产业特点[N];科技日报;2003年

相关博士学位论文 前10条

1 张西华;锂离子电池正极废料中镍钴锰酸锂的短程清洁循环技术[D];中国科学院研究生院(过程工程研究所);2015年

2 邱报;富锂锰基正极材料的表面改性及其储能机理研究[D];中国科学院宁波材料技术与工程研究所;2016年

3 代冬梅;利用具有纳米结构的前驱体合成锂电池富锂锰基正极材料及其性能研究[D];河南师范大学;2017年

4 何巍;层状富锂锰基正极材料的合成与结构调控方法[D];武汉大学;2014年

5 金传玉;热电池镍系正极材料的研究[D];湖南大学;2017年

6 徐国峰;富锂层状正极材料的多维度合成与局域结构调控研究[D];北京科技大学;2017年

7 杨秀康;层状富锂正极材料的结构设计、制备及其性能研究[D];湘潭大学;2014年

8 蒋妍;高容量富锂正极材料的构筑及其储锂性能的研究[D];华中科技大学;2013年

9 马全新;锂离子电池富锂锰基正极材料与电极制备及改性研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

10 胡思江;核壳结构富锂锰基层状正极材料的研究[D];中国地质大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 严文娟;胶体金属有机骨架的制备及性质[D];东南大学;2017年

2 施思;高比容量磷酸钒锂和硫正极材料改性研究[D];浙江工业大学;2016年

3 刘强;锂离子电池富镍系正极材料的制备及掺杂改进研究[D];中南大学;2013年

4 陈庆妍;锂离子电池二元正极材料的合成与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

5 解二娟;锂离子电池LiNi_xCo_yMn_zO_2正极材料的成分、合成工艺和纳米铜掺杂研究[D];广西大学;2017年

6 邓继东;锂离子电池球形正极材料锰酸锂的制备及性能研究[D];沈阳理工大学;2009年

7 叶长福;富锂锰基三元正极材料的制备与改性[D];广西大学;2016年

8 任婉;锂离子电池镍—锰二元正极材料的研究[D];华南理工大学;2015年

9 江茉;锂—硫电池新型正极材料及粘合剂的研究[D];北京化工大学;2015年

10 赵昆;锂离子电池复合正极材料的合成与电性能研究[D];成都理工大学;2005年

本文编号：2548440