MOFs基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-09 22:41
隨著世界探索清潔和安全能源的新選擇,超級(jí)電容器的貢獻(xiàn)越來越明顯。超級(jí)電容器具有快速充電、循環(huán)穩(wěn)定性強(qiáng)和寬工作溫度范圍等優(yōu)勢(shì),但超級(jí)電容器的商業(yè)化目前受到若干挑戰(zhàn)的限制。諸多關(guān)于超級(jí)電容器的報(bào)告表明其未來的發(fā)展方向有賴于新型炭材料的開發(fā),新型炭材料應(yīng)具有優(yōu)異的多孔結(jié)構(gòu)、高比表面積、高導(dǎo)電性和高電化學(xué)穩(wěn)定性等性能。因此選取合適的炭前驅(qū)體制備新型炭材料,提高超級(jí)電容器電化學(xué)性能成為重要的研究課題。研究表明,以MOFs為前驅(qū)體制備的多孔炭?jī)?yōu)點(diǎn)在于可控的多孔結(jié)構(gòu)和擁有高比表面積。且MOFs只需要通過直接炭化的過程來制備理想多孔炭,此外,MOFs還可制備雜原子摻雜多孔炭,雜原子的存在可改善多孔炭材料的界面潤(rùn)濕性,有利于電解質(zhì)離子的供應(yīng),進(jìn)而提高多孔炭的電化學(xué)性能。本文以提高超級(jí)電容器電化學(xué)性能為主線,致力于以MOFs為炭前驅(qū)體,通過一步炭化法制備高性能氮自摻雜多孔炭,并探究其微觀形貌、結(jié)構(gòu),系統(tǒng)測(cè)試其電化學(xué)性能;本論文的主要研究如下:(1)用溶劑法制備金屬有機(jī)框架[Zn(C10H14O4)(C4H6<...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 超級(jí)電容器概述
1.2.1 超級(jí)電容器歷史
1.2.2 超級(jí)電容器的分類及其儲(chǔ)能機(jī)制
1.2.3 超級(jí)電容器特性
1.2.4 超級(jí)電容器應(yīng)用
1.3 超級(jí)電容器的電極材料
1.3.1 EDLC電極材料
1.3.2 贗電容器電極材料
1.4 金屬有機(jī)框架
1.4.1 金屬有機(jī)框架的簡(jiǎn)介
1.4.2 金屬有機(jī)框架的合成法
1.4.3 MOFs衍生物在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
1.5 課題研究意義、內(nèi)容及目的
1.5.1 課題研究意義
1.5.2 課題研究?jī)?nèi)容
1.5.3 課題研究目的
第2章 ZDM基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
2.2.2 材料制備
2.2.3 結(jié)構(gòu)表征
2.2.4 工作電極制備
2.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 物相分析
2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)
2.3.3 表面組成分析
2.3.4 電化學(xué)性能
2.4 本章小結(jié)
第3章 ZAP基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
3.2.2 材料制備
3.2.3 結(jié)構(gòu)表征
3.2.4 工作電極制備
3.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 物相分析
3.3.2 微觀結(jié)構(gòu)
3.3.3 表面組成分析
3.3.4 電化學(xué)性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 ZHT基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
4.2.2 材料制備
4.2.3 結(jié)構(gòu)表征
4.2.4 工作電極制備
4.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 物相分析
4.3.2 微觀結(jié)構(gòu)
4.3.3 表面組成分析
4.3.4 電化學(xué)性能
4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Integrated20System20of20Solar20Cells20with20Hierarchical20NiCo2O420Battery-Supercapacitor20Hybrid20Devices20for20Self-Driving20Light-Emitting20Diodes[J]. Yuliang Yuan,Yangdan Lu,Bei-Er Jia,Haichao Tang,Lingxiang Chen,Yu-Jia Zeng,Yang Hou,Qinghua Zhang,Qinggang He,Lei Jiao,Jianxing Leng,Zhizhen Ye,Jianguo Lu. Nano-Micro Letters. 2019(03)
[2]Molecular20Structure20of20Kerogen20in20the20Longmaxi20Shale:20Insights20from20Solid20State20NMR,20FT-IR,20XRD20and20HRTEM[J]. WANG Xiaoqi,ZHU Yanming,LIU Yu,LI Wu. Acta Geologica Sinica(English Edition). 2019(04)
[3]Fe,N摻雜二維多孔碳雙功能催化劑及鋅-空氣電池中的應(yīng)用[J]. 馬龍濤,支春義. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]金屬有機(jī)框架材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用研究進(jìn)展(英文)[J]. 趙昱頡,劉金章,Michael Horn,Nunzio Motta,胡明俊,李巖. Science China Materials. 2018(02)
[5]超級(jí)電容的原理及應(yīng)用[J]. 曹廣華,高佶,高潔,郝澤翰. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2016(05)
[6]胡蘿卜基多孔炭的制備及其電化學(xué)電容行為[J]. 仲佳亮,郭鳳嬌,米紅宇. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
[7]多巴胺改性聚吡咯衍生摻氮多孔碳材料的制備及其超電容性能[J]. 楊碩,徐桂銀,韓金鵬,邴歡,竇輝,張校剛. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)及應(yīng)用發(fā)展概述[J]. 商洪濤,岳立平,楊獻(xiàn)奎,羅建志. 化學(xué)工程與裝備. 2014(09)
[9]互通多孔碳/二氧化錳納米復(fù)合材料的原位水熱合成及電化學(xué)性能[J]. 張宣宣,冉奮,范會(huì)利,孔令斌,康龍. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]以醋酸鹽為礦化劑合成金屬有機(jī)骨架MIL-101[J]. 郭金濤,陳勇,荊鈺,王重慶,馬正飛. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
碩士論文
[1]電化學(xué)法制備MOF(Cu)基復(fù)合催化劑及其CO催化氧化性能[D]. 戚鑫鑫.福州大學(xué) 2015
本文編號(hào):3178155
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 超級(jí)電容器概述
1.2.1 超級(jí)電容器歷史
1.2.2 超級(jí)電容器的分類及其儲(chǔ)能機(jī)制
1.2.3 超級(jí)電容器特性
1.2.4 超級(jí)電容器應(yīng)用
1.3 超級(jí)電容器的電極材料
1.3.1 EDLC電極材料
1.3.2 贗電容器電極材料
1.4 金屬有機(jī)框架
1.4.1 金屬有機(jī)框架的簡(jiǎn)介
1.4.2 金屬有機(jī)框架的合成法
1.4.3 MOFs衍生物在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
1.5 課題研究意義、內(nèi)容及目的
1.5.1 課題研究意義
1.5.2 課題研究?jī)?nèi)容
1.5.3 課題研究目的
第2章 ZDM基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
2.2.2 材料制備
2.2.3 結(jié)構(gòu)表征
2.2.4 工作電極制備
2.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 物相分析
2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)
2.3.3 表面組成分析
2.3.4 電化學(xué)性能
2.4 本章小結(jié)
第3章 ZAP基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
3.2.2 材料制備
3.2.3 結(jié)構(gòu)表征
3.2.4 工作電極制備
3.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 物相分析
3.3.2 微觀結(jié)構(gòu)
3.3.3 表面組成分析
3.3.4 電化學(xué)性能
3.4 本章小結(jié)
第4章 ZHT基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學(xué)性能研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品
4.2.2 材料制備
4.2.3 結(jié)構(gòu)表征
4.2.4 工作電極制備
4.2.5 電化學(xué)性能測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 物相分析
4.3.2 微觀結(jié)構(gòu)
4.3.3 表面組成分析
4.3.4 電化學(xué)性能
4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Integrated20System20of20Solar20Cells20with20Hierarchical20NiCo2O420Battery-Supercapacitor20Hybrid20Devices20for20Self-Driving20Light-Emitting20Diodes[J]. Yuliang Yuan,Yangdan Lu,Bei-Er Jia,Haichao Tang,Lingxiang Chen,Yu-Jia Zeng,Yang Hou,Qinghua Zhang,Qinggang He,Lei Jiao,Jianxing Leng,Zhizhen Ye,Jianguo Lu. Nano-Micro Letters. 2019(03)
[2]Molecular20Structure20of20Kerogen20in20the20Longmaxi20Shale:20Insights20from20Solid20State20NMR,20FT-IR,20XRD20and20HRTEM[J]. WANG Xiaoqi,ZHU Yanming,LIU Yu,LI Wu. Acta Geologica Sinica(English Edition). 2019(04)
[3]Fe,N摻雜二維多孔碳雙功能催化劑及鋅-空氣電池中的應(yīng)用[J]. 馬龍濤,支春義. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]金屬有機(jī)框架材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用研究進(jìn)展(英文)[J]. 趙昱頡,劉金章,Michael Horn,Nunzio Motta,胡明俊,李巖. Science China Materials. 2018(02)
[5]超級(jí)電容的原理及應(yīng)用[J]. 曹廣華,高佶,高潔,郝澤翰. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2016(05)
[6]胡蘿卜基多孔炭的制備及其電化學(xué)電容行為[J]. 仲佳亮,郭鳳嬌,米紅宇. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
[7]多巴胺改性聚吡咯衍生摻氮多孔碳材料的制備及其超電容性能[J]. 楊碩,徐桂銀,韓金鵬,邴歡,竇輝,張校剛. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)及應(yīng)用發(fā)展概述[J]. 商洪濤,岳立平,楊獻(xiàn)奎,羅建志. 化學(xué)工程與裝備. 2014(09)
[9]互通多孔碳/二氧化錳納米復(fù)合材料的原位水熱合成及電化學(xué)性能[J]. 張宣宣,冉奮,范會(huì)利,孔令斌,康龍. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[10]以醋酸鹽為礦化劑合成金屬有機(jī)骨架MIL-101[J]. 郭金濤,陳勇,荊鈺,王重慶,馬正飛. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
碩士論文
[1]電化學(xué)法制備MOF(Cu)基復(fù)合催化劑及其CO催化氧化性能[D]. 戚鑫鑫.福州大學(xué) 2015
本文編號(hào):3178155
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