MOFs基氮自摻雜多孔炭的制備及其電化學性能研究
發(fā)布時間:2021-05-09 22:41
隨著世界探索清潔和安全能源的新選擇,超級電容器的貢獻越來越明顯。超級電容器具有快速充電、循環(huán)穩(wěn)定性強和寬工作溫度范圍等優(yōu)勢,但超級電容器的商業(yè)化目前受到若干挑戰(zhàn)的限制。諸多關(guān)于超級電容器的報告表明其未來的發(fā)展方向有賴于新型炭材料的開發(fā),新型炭材料應具有優(yōu)異的多孔結(jié)構(gòu)、高比表面積、高導電性和高電化學穩(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,提高超級電容器電化學性能成為重要的研究課題。研究表明,以MOFs為前驅(qū)體制備的多孔炭優(yōu)點在于可控的多孔結(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濕性,有利于電解質(zhì)離子的供應,進而提高多孔炭的電化學性能。本文以提高超級電容器電化學性能為主線,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)測試其電化學性能;本論文的主要研究如下:(1)用溶劑法制備金屬有機框架[Zn(C10H14O4)(C4H6<...
【文章來源】:蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 超級電容器概述
1.2.1 超級電容器歷史
1.2.2 超級電容器的分類及其儲能機制
1.2.3 超級電容器特性
1.2.4 超級電容器應用
1.3 超級電容器的電極材料
1.3.1 EDLC電極材料
1.3.2 贗電容器電極材料
1.4 金屬有機框架
1.4.1 金屬有機框架的簡介
1.4.2 金屬有機框架的合成法
1.4.3 MOFs衍生物在超級電容器中的應用
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 課題研究內(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性能研究
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗儀器及藥品
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 電化學性能測試
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性能研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗儀器及藥品
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 電化學性能測試
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性能研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗儀器及藥品
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 電化學性能測試
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
致謝
附錄 A 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
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-空氣電池中的應用[J]. 馬龍濤,支春義. 無機材料學報. 2019(01)
[4]金屬有機框架材料在超級電容器中的應用研究進展(英文)[J]. 趙昱頡,劉金章,Michael Horn,Nunzio Motta,胡明俊,李巖. Science China Materials. 2018(02)
[5]超級電容的原理及應用[J]. 曹廣華,高佶,高潔,郝澤翰. 自動化技術(shù)與應用. 2016(05)
[6]胡蘿卜基多孔炭的制備及其電化學電容行為[J]. 仲佳亮,郭鳳嬌,米紅宇. 無機化學學報. 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. 物理化學學報. 2015(04)
[8]超級電容器結(jié)構(gòu)及應用發(fā)展概述[J]. 商洪濤,岳立平,楊獻奎,羅建志. 化學工程與裝備. 2014(09)
[9]互通多孔碳/二氧化錳納米復合材料的原位水熱合成及電化學性能[J]. 張宣宣,冉奮,范會利,孔令斌,康龍. 物理化學學報. 2014(05)
[10]以醋酸鹽為礦化劑合成金屬有機骨架MIL-101[J]. 郭金濤,陳勇,荊鈺,王重慶,馬正飛. 高等學;瘜W學報. 2012(04)
碩士論文
[1]電化學法制備MOF(Cu)基復合催化劑及其CO催化氧化性能[D]. 戚鑫鑫.福州大學 2015
本文編號:3178155
【文章來源】:蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 超級電容器概述
1.2.1 超級電容器歷史
1.2.2 超級電容器的分類及其儲能機制
1.2.3 超級電容器特性
1.2.4 超級電容器應用
1.3 超級電容器的電極材料
1.3.1 EDLC電極材料
1.3.2 贗電容器電極材料
1.4 金屬有機框架
1.4.1 金屬有機框架的簡介
1.4.2 金屬有機框架的合成法
1.4.3 MOFs衍生物在超級電容器中的應用
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 課題研究內(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性能研究
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗儀器及藥品
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 電化學性能測試
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性能研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗儀器及藥品
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 電化學性能測試
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性能研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗儀器及藥品
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 電化學性能測試
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
致謝
附錄 A 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄
【參考文獻】:
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-空氣電池中的應用[J]. 馬龍濤,支春義. 無機材料學報. 2019(01)
[4]金屬有機框架材料在超級電容器中的應用研究進展(英文)[J]. 趙昱頡,劉金章,Michael Horn,Nunzio Motta,胡明俊,李巖. Science China Materials. 2018(02)
[5]超級電容的原理及應用[J]. 曹廣華,高佶,高潔,郝澤翰. 自動化技術(shù)與應用. 2016(05)
[6]胡蘿卜基多孔炭的制備及其電化學電容行為[J]. 仲佳亮,郭鳳嬌,米紅宇. 無機化學學報. 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. 物理化學學報. 2015(04)
[8]超級電容器結(jié)構(gòu)及應用發(fā)展概述[J]. 商洪濤,岳立平,楊獻奎,羅建志. 化學工程與裝備. 2014(09)
[9]互通多孔碳/二氧化錳納米復合材料的原位水熱合成及電化學性能[J]. 張宣宣,冉奮,范會利,孔令斌,康龍. 物理化學學報. 2014(05)
[10]以醋酸鹽為礦化劑合成金屬有機骨架MIL-101[J]. 郭金濤,陳勇,荊鈺,王重慶,馬正飛. 高等學;瘜W學報. 2012(04)
碩士論文
[1]電化學法制備MOF(Cu)基復合催化劑及其CO催化氧化性能[D]. 戚鑫鑫.福州大學 2015
本文編號:3178155
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