金屬有機(jī)框架(MOF)作為一種具有大比表面積、高孔隙率、低成本的新型材料,近年來已被廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器中。然而MOF的低導(dǎo)電性和不完全暴露的活性位點(diǎn)一定程度上限制了其電化學(xué)性能,因此尋找一種方法能夠克服這兩種缺點(diǎn)從而進(jìn)一步提升MOF的電化學(xué)性能變得至關(guān)重要。通常提高M(jìn)OF材料電化學(xué)性能的方法有三種,第一種方法是合成具有超薄二維結(jié)構(gòu)的MOF納米片,其納米厚度和高孔隙率能夠加快離子和電子傳遞,并且這種MOF的二維表面能夠暴露出更多的金屬原子,可作為不飽和的電化學(xué)活性位點(diǎn),有利于發(fā)生氧化還原反應(yīng);第二種方法是利用MOF自身的多孔性將其作為模板并轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N多孔金屬化合物,使得氧化還原反應(yīng)發(fā)生在材料的表面和近表面,增加參與電化學(xué)反應(yīng)的電荷數(shù);第三種方法是添加不同的導(dǎo)電材料,來提高復(fù)合后材料的電導(dǎo)率。本文分別根據(jù)以上三種方法,設(shè)計(jì)出了三種結(jié)構(gòu)的MOF復(fù)合材料,具體內(nèi)容如下:1、在一維的聚吡咯管(PNTs)上原位生長鎳鈷雙金屬有機(jī)框架(NiCo-MOF)納米片,成功制備出NiCo-MOF@PNTs復(fù)合物。并通過控制PNTs的加入量,研究NiCo-MOF@PNTs性能的變化。結(jié)果表明,當(dāng)添加的PNT...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景和研究背景
    1.2 超級(jí)電容器的概述和分類
    1.3 超級(jí)電容器的電極材料
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 導(dǎo)電聚合物
        1.3.3 過渡金屬化合物
    1.4 金屬有機(jī)框架
        1.4.1 金屬有機(jī)框架簡介
        1.4.2 金屬有機(jī)框架在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
        1.4.3 超薄二維金屬有機(jī)框架在超級(jí)電容器中的優(yōu)勢
        1.4.4 MOF基復(fù)合材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
    1.5 本論文的研究意義及主要工作
第二章 實(shí)驗(yàn)原理與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.3 電極材料的主要輔助材料
    2.2 電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.2.3 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.2.5 傅里葉紅外光譜分析(FTIR)
        2.2.6 氮?dú)饷摳轿降葴鼐�分析(BET)和孔徑分析(BJH)
    2.3 電極材料的電化學(xué)性能測試
        2.3.1 電極的制備
        2.3.2 非對稱超級(jí)電容器(ASC)的組裝
        2.3.3 電化學(xué)測試方法
第三章 NiCo-MOF@PNTs納米材料的制備及其電化學(xué)性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 合成PNTs
        3.2.2 合成NiCo-MOF@PNTs
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 超薄NiCo-MOF/Ti3C2Tx復(fù)合納米片用于超級(jí)電容電極材料及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 合成Ti3C2Tx
        4.2.2 合成NiCo-MOF/Ti3C2TX
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 電化學(xué)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 自支撐Co-ZIF衍生的多孔NiCo-LDH納米片/N摻雜碳泡沫用于高性能混合超級(jí)電容器
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 合成NCF
        5.2.2 合成Co-ZIF@NCF
        5.2.3 合成NiCo-LDH@NCF
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 形貌與結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 電化學(xué)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位之間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號(hào)：3893583