由于能源消耗的增加,儲能技術(shù)的研究已成為學(xué)術(shù)界的熱點話題。迄今為止,科學(xué)家們做出了大量的努力來探索替代性的可持續(xù)能源以及先進的能量轉(zhuǎn)換和存儲系統(tǒng)。超級電容器由于其成本低、超長的循環(huán)壽命和極強的安全性而受到了廣泛的關(guān)注。在超級電容器的組成部分中,最關(guān)鍵的就是電極材料。多孔碳材料具有良好的導(dǎo)電率、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和對環(huán)境無毒等優(yōu)點,非常適用于應(yīng)用在超級電容器的電極材料中。多孔芳香骨架（PAFs）材料在過去的幾十年間迅速發(fā)展,在氣體存儲、吸附、分離、催化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景,因其具有高比表面積、可調(diào)控的孔結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成,使得它們成為多孔碳材料前驅(qū)體的最佳候選者。本文主要研究新型多孔芳香骨架材料的設(shè)計及合成,并探究結(jié)構(gòu)對于超級電容器的電化學(xué)性能的影響,主要包括以下內(nèi)容:首先,選擇含有不同類型氮原子的單體,通過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備了具有兩種類型氮原子(N_triazine和N_amine)的多孔芳香骨架材料LNU-18。將其在700、800和900℃碳化后,與前驅(qū)體相比,形貌沒有明顯變化,但是表面積明顯增大。在6 M KOH中測試了其電化學(xué)性能,結(jié)... 

【文章來源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

通過Buchwald-Hartwig（BH）偶合反應(yīng)合成CMPs的路線

第1章前言3提出了利用溶劑編織法來制備2D分層HCPs。這類HCPs是利用Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)，并使用經(jīng)濟型的二氯甲烷作為溶劑、穩(wěn)定的親電試劑和外部交聯(lián)劑來制備的。此類材料的多孔結(jié)構(gòu)和表面積可通過改變反應(yīng)條件來控制，例如催化劑（AlCl3）的摩爾比、構(gòu)筑基元的尺寸大小和溶劑的鏈長等。由于該方法簡單且具有成本效益，因此為合成具有高表面積和高氣體吸附能力的聚合物提供了機會。這種編織方法是一種低成本、可擴展且有效的聚合技術(shù)，擴寬了HCPs的實際應(yīng)用[12]。圖1-2為Tan課題組通過不同途徑合成HCPs的示意圖。圖1-2Tan課題組通過不同途徑合成的一系列HCPs材料1.1.3內(nèi)在微孔聚合物PIMs內(nèi)在微孔聚合物（PIMs）由于其固有的微孔性而成為過去十幾年中的研究重點。PIMs是一類無定形的有機微孔材料，具有剛性結(jié)構(gòu)，存在相互連接的孔，直徑通常小于2nm[13]。合成PIMs的靈感來自于1990年在曼徹斯特大學(xué)進行的酞菁材料，酞菁是與天然卟啉有關(guān)的大芳香環(huán)材料，含金屬的酞菁可表現(xiàn)出有效的催化活性，特別是對于氧化反應(yīng)。然而，在固態(tài)下，大環(huán)化合物的面對面聚集阻礙了酞菁的催化性能。2001年，研究者成功合成了一種結(jié)構(gòu)中同時摻入螺雙茚和酞菁衍生物的聚合物，被有效地用于催化氧化反應(yīng)。2004年Budd等人首次合成內(nèi)在微孔聚合物，即PIM-1，是一種無定形的亮黃色熒光粉，具有高分子量和高表面積，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，這種高度扭曲的結(jié)構(gòu)無法有效地堆積在骨架中，從而留下納米級的孔[14,15]。

PIM-1的扭曲結(jié)構(gòu)


本文編號：3272571