作為一種新型的電化學儲能設(shè)備,超級電容器（SCs）以其諸多優(yōu)點引起了人們廣泛關(guān)注。近年來,將納米結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于SCs電極能夠有效提高整體設(shè)備的性能,該類研究研究已經(jīng)被廣泛報導。納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)點體現(xiàn)在其既可以提供高比表面積存儲能量,也能有效地縮短電化學反應(yīng)過程中的離子擴散路徑。作為近年來興起的先進納米材料,金屬有機骨架（MOFs）以其高孔隙率,高比表面積以及可調(diào)控的形貌結(jié)構(gòu)等特點受到了研究者極大的關(guān)注。本論文采用溶劑熱法,成功制備了兩種不同形貌的Ni/Co雙金屬有機骨架（NiCo-MOFs）,并同時對制備的MOFs進行了進一步的衍生,合成了 NiCo-MOFs衍生硫化物以及鎳鈷納米顆粒摻雜的碳復合材料。隨后,我們對上述系列材料的SCs性能進行了系統(tǒng)研究,其具體內(nèi)容如下:1、以Ni（NO3）2·6H2O和Co（NO3）2·6H2O作為金屬鹽,對苯二甲酸（PTA）作為有機配體,三種溶劑混合作為反應(yīng)溶劑,制備了 Ni/Co雙金屬有機骨架微納米片。所得的MOFs材料直接被應(yīng)用作SCs的電極材料,探究了由不同Ni/Co金屬鹽比例合成的NiCo-MOF材料對SCs性能的影響。結(jié)果表明,Ni/Co比例按... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１．多層薄片狀線鈷雙金屬有機骨架（ＮｉＣｏ－ＭＯＦ）納米片的合成步驟圖

Ｃ〇?２ｐ?ｉｎ?ＮｉＣｏ－ＭＯＦ?２ｐ?＾２??Ｓａｔ?２ｐ?ＩＱ?ｓａｔ?Ａ?ｎ？ｃ〇－ｍｏｆ－３?Ｓａｔ．?２ｐ?１／２?Ｓａｔ．??＾?Ｉ?ｆｌｉＣｏ－ＭＯＦ－２?＾??Ｉ?一＾＾、八?Ｉ?Ｕ＾＼??■?？，＿．．．．．?＿?????，?Ｔ．＂■．．－ｒ—－「？一??３９〇?８８０?８７０?８６０?８５０?８０５?８００?７９５?７９０?７３５?７８０?７７５?７７０??Ｂｉｎｄｉｎｇ?ｅｎｅｒｇｙ?（ｅＶ）?Ｂｉｎｄｉｎｇ?ｅｎｅｒｇｙ?（ｅＶ）??圖２－９．高分辨ＸＰＳ譜：（ａ）?５種ＭＯＦｓ樣品的全譜掃描；３種ＮｉＣｏ－ＭＯＦｓ樣品的高分辨（ｂ）??Ｎｉ２ｐ?譜，（ｃ）?Ｃｏ２ｐ?譜。??２．３．２電化學性能測試??我們將合成的５種ＭＯＦｓ材料制作成漿料涂抹在泡沫鎳電極片上，用作測試的??工作電極，并在３ＭＫＯＨ的電解液中測試其一系列的電化學性能。首先我們對ＭＯＦｓ??樣品電極進行了循環(huán)伏安法（ＣＶ）測試，窗口電壓范圍為０．３５Ｖ到０．４５Ｖ，掃速從??５ｍＶ／ｓ到１００ｍＶ／ｓ之間。圖２－１０中所有的ＣＶ曲線出現(xiàn)的駝峰，即為氧化還原峰，??它們代表了發(fā)生在這些ＭＯＦｓ材料電極上的法拉第行為。這種行現(xiàn)象被認為是在電??化學反應(yīng)過程中，在ＯＨ—的參與作用下，Ｃｏ和Ｎｉ陰離子（Ｃｏ２＋／Ｃｏ３＋和Ｎｉ２＋／Ｎｉ３＋躍??遷）的氧化還原反應(yīng)造成的。這也直接說明了說明５種ＭＯＦｓ樣品的電容都是贗電??容。比較５種樣品同種條件下的ＣＶ曲線面積，明顯發(fā)現(xiàn)三種雙金屬ＭＯＦ電極的??ＣＶ面積明顯大于兩種單金屬ＭＯＦ，由于曲線圍成的面積與材料的電容大小呈正相??關(guān)，因此可以推斷得出ＮｉＣｏ雙金屬ＭＯＦ

』ｗ?二逆?ｊＱ??＾：｜?＾?！；?ｉ?ｊ?Ｉ；??＇?＇?＇?■?＇?■?＇?■?－?．．Ｉｔ?Ｊ?，?，?．?—???，?．?，?ｊ?，???，?????，???，??Ｉ???１??．．．ｒ???????，???００?０，?０７?０４?０９?０．０?０．１?０Ｊ?０３?０．４?ＯＳ?００?０．１?０＿２?Ｏ．Ｊ?０．４?０．０?０．１?０２?０．３?０．４??ｐｏｒｔｎｈ－（Ｖ）?Ｐ〇？＊?咖?＜Ｖ）?Ｐ？Ｗ？Ｗ（Ｖ）??圖２－１０．三電極系統(tǒng)中，５種ＭＯＦ樣品的ＣＶ曲線圖：（ａ－ｃ）不同電壓條件和（ｆ－ｊ）不同掃描??速率條件。??為了量化這些材料的放電能力，我們對樣品進行了恒流充放電（ＧＣＤ）測試（圖??２－１１）。在不同電流密度下，５種ＭＯＦｓ樣品電極的ＧＣＤ曲線皆顯示出非線性行為??的放電曲線和電壓平臺，表明該電極材料的存電機理是基于電池型法拉第行為。這??些曲線近似對稱，尤其是ＮｉＣｏ－ＭＯＦ－１電極，說明了該電極在五種樣品具有最好的??電容性和電化學可逆性。同時，在相同電流密度下，ＮｉＣｏ－ＭＯＦ－１電極的放電容量??較其他四個樣品都大。具體來說，在０．５、１、２、３、５、１０、２０?Ａｇ－１電流密度下充??放電時，ＮｉＣｏ－ＭＯＦ－１?的放電容量分別為］００．１８、９７．９２、９４．６７、８７．２３、８０．５６、７３．３３、??６６．６７?ｍＡ?ｈ?ｇ＂１?〇??２５??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Carbon-based derivatives from metal-organic frameworks as cathode hosts for Li–S batteries[J]. Qingping Wu,Xuejun Zhou,Jun Xu,Fahai Cao,Chilin Li.  Journal of Energy Chemistry. 2019(11)
[2]Ni/Co-based metal-organic frameworks as electrode material for high performance supercapacitors[J]. Shaofei Zhao,Lizhen Zeng,Gao Cheng,Lin Yu,Huaqiang Zeng.  Chinese Chemical Letters. 2019(03)
[3]Investigating metal-organic framework as a new pseudo-capacitive material for supercapacitors[J]. Long Kang,Shi-Xiong Sun,Ling-Bin Kong,Jun-Wei Lang,Yong-Chun Luo.  Chinese Chemical Letters. 2014(06)



本文編號：3563395