發(fā)布時間：2022-02-22 03:05

　　當前社會新能源的廣泛應用與電子設備和電動汽車的不斷發(fā)展,對儲能系統(tǒng)和動力電池性能提出了更高的要求。本論文針對目前超級電容器比容量較低、電極活性物質(zhì)成本高、充放電速度慢等問題,提出開發(fā)一種新型碳電極材料。金屬有機框架（MOF）材料結(jié)構(gòu)具有可以自主調(diào)節(jié)、孔隙度高、結(jié)構(gòu)有序、比表面積大、易于合成等優(yōu)點,且碳化MOF材料的過程,結(jié)構(gòu)和本身特有性能不發(fā)生改變,因此可以通過碳化金屬有機框架前驅(qū)體作為制備具有介孔、微孔雜合的3D碳材料。本論文采用Al基MOF作為前驅(qū)體制備多孔碳,該方法生產(chǎn)成本較低、制備的多孔碳材料具有橢球形的新型結(jié)構(gòu),比表面積較大、熱穩(wěn)定性較高、且電化學性能優(yōu)于其他碳材料。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1、首先選取硝酸鋁（Al（NO3）3）和均苯三甲酸（H3BTC）通過水熱法合成均苯三甲酸鋁（Al-BTC）,然后高溫碳化Al-BTC制備多孔碳材料。掃描電鏡（SEM）、BET吸附等溫測試（BET）、X射線衍射（XRD）、恒流充放電等測試結(jié)果表明,由Al-BTC作前驅(qū)體制備多孔碳的最佳條件是Al-BTC的合成溫度是120 ℃,合成時間是9h,Al-BTC的焙燒溫度是800 ℃,焙燒時間為2... 

【文章來源】：北京化工大學北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超級電容器的概述
        1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷程
        1.2.2 超級電容器種類和原理
    1.3 超級電容器電極材料
        1.3.1 傳統(tǒng)的碳基電極材料
            1.3.1.1 活性炭
            1.3.1.2 石墨烯
            1.3.1.3 碳納米管
        1.3.2 金屬有機框架制備多孔碳材料
            1.3.2.1 金屬有機框架發(fā)展概述
            1.3.2.2 直接碳化MOFs材料制備多孔碳
            1.3.2.3 碳化加入二次碳源的MOFs材料制備多孔碳
    1.4 本課題的選題意義與研究內(nèi)容
        1.4.1 選題意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 鋁基多孔碳的制備及電化學性能的究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗步驟
    2.3 實驗結(jié)果
        2.3.1 探索制備最佳性能多孔碳的研究條件
            2.3.1.1 Al-BTC不同合成溫度對多孔碳性能的影響
            2.3.1.2 A1-BTC不同合成時間對多孔碳性能的影響
            2.3.1.3 Al-BTC不同焙燒溫度對電化學性能的影響
            2.3.1.4 Al-BTC不同焙燒時間對電化學性能的影響
        2.3.2 多孔碳結(jié)構(gòu)和形貌表征
        2.3.3 多孔碳電化學性能的表征
    2.4 本章小結(jié)
第三章 活化對多孔碳電化學性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 實驗步驟
    3.3 結(jié)果討論
        3.3.1 KOH活化對多孔碳性能的影響
            3.3.1.1 KOH活化對多孔碳結(jié)構(gòu)和形貌的影響
            3.3.1.2 KOH活化對多孔碳電化學性能的影響
        3.3.2 HNO_3活化對多孔碳性能的影響
            3.3.2.1 HNO_3活化對多孔碳結(jié)構(gòu)和形貌的影響
            3.3.2.1 HNO_3活化對多孔碳電化學性能的表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氮摻雜對多孔碳電化學性能的影響
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 實驗步驟
    4.3 結(jié)果討論
        4.3.1 摻雜不同種類氮源對多孔碳性能的影響
        4.3.2 不同三聚氰胺比例對多孔碳性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者及導師簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3638564