本文選題：金屬-有機(jī)骨架 + 鋰離子電池��； 參考：《東北師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著化石燃料的日益消耗以及燃燒化石燃料引起嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)成為了世界矚目的熱點(diǎn)。為了解決這些問題,尋找可再生、環(huán)境友好的化石燃料替代品是非常有必要的。存儲(chǔ)可再生的能源需要能量存儲(chǔ)器件,而鋰離子電池(Li-Ion Batteries,LIBs)是非常理想的電化學(xué)體系之一。金屬-有機(jī)骨架(MOFs)材料是一種高度多孔結(jié)構(gòu)的晶態(tài)材料,各組成元件之間的空間分散度非常統(tǒng)一�？烧{(diào)的孔尺寸、多變的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化特性和多功能性使得MOFs在能量?jī)?chǔ)存等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),MOFs在作為鋰離子電池負(fù)極材料方面也展現(xiàn)出了優(yōu)異的能力和潛力。因?yàn)殡p金屬簇比單金屬氧化物導(dǎo)電性更好,所以有可能會(huì)更適于LIBs負(fù)極材料。此外,金屬硫化物是一種很好的LIBs負(fù)極材料,但是,易溶于電解液、動(dòng)力學(xué)較差等原因限制了其應(yīng)用。而利用含有硫活性位點(diǎn)的有機(jī)配體構(gòu)筑MOFs材料,將硫錨定在框架的孔道中,可以防止硫形成硫化物而損失。因此,硫摻雜的雙金屬簇MOFs材料做LIBs負(fù)極材料也是很有意義的。本文運(yùn)用預(yù)先合成雙金屬簇的策略,與半剛性三齒配體構(gòu)成了三種同構(gòu)的手性雙金屬簇MOFs材料。我們分別研究了這些化合物在作為L(zhǎng)IBs負(fù)極材料方面的應(yīng)用。改善單金屬M(fèi)OFs材料的導(dǎo)電性,并探索含有不同金屬元素的雙金屬簇對(duì)LIBs性能的影響。[(FeCo_(0.5)O_2)(C_(15)O_8H_7)]·8DMF(1)[(FeNi_(0.5)O_2)(C_(15)O_8H_7)]·8DMF(2)[(FeCo_(0.5)O_2)(C_(15)O_8H_7)]·8DMF(3)同樣運(yùn)用雙金屬策略,與剛性含硫活性位點(diǎn)的二齒羧酸配體構(gòu)筑了一例硫摻雜的雙金屬簇MOF晶體。該晶體的容量保持率相對(duì)于沒有硫摻雜的雙金屬簇MOFs要高很多,證明硫活性位點(diǎn)對(duì)于提高LIBs的性能是非常有效的。[(Fe_2Co)(C_6SO_4H_2)3]·(C_3NO)3(4)
[Abstract]:With the increasing consumption of fossil fuels and the serious environmental pollution caused by the burning of fossil fuels, energy conversion and storage has become a hot spot in the world. In order to solve these problems and find renewable, environmentally friendly alternatives to fossil fuels are essential. Energy storage devices are needed to store renewable energy, and Li-Ion Batterieslbs (Li-Ion Battery) is one of the most ideal electrochemical systems. The metal-organic framework MOFs) material is a kind of crystalline material with high porous structure, and the spatial dispersion of each component is very uniform. Adjustable pore size, variable topology, organic-inorganic hybrid characteristics and versatility make MOFs have great advantages in energy storage. In recent years, MOFs have shown excellent capability and potential as anode materials for lithium ion batteries. Because bimetallic clusters have better conductivity than monometallic oxides, it is possible that bimetallic clusters are more suitable for LIBs anode materials. In addition, metal sulfide is a good LIBs anode material, but its application is limited due to its easy dissolution in electrolyte and poor kinetics. Using organic ligands containing sulfur active sites to construct MOFs materials and anchoring sulfur in the pore of the frame can prevent sulfur from forming sulfide and losing it. Therefore, it is significant to use sulfur doped bimetallic cluster MOFs as LIBs anode material. In this paper, three isomorphic chiral bimetallic MOFs materials have been constructed by using the strategy of pre-synthesis of bimetallic clusters and semi-rigid tridentate ligands. We have studied the applications of these compounds as LIBs anode materials. To improve the conductivity of single-metal MOFs materials and to explore the effect of bimetallic clusters containing different metal elements on the performance of LIBs. A case of sulfur doped bimetallic cluster MOF crystal was constructed with dicarboxylic acid ligands with rigid sulfur active sites. The capacity retention rate of the crystal is much higher than that of the non-sulfur doped bimetallic cluster MOFs, which proves that the sulfur active site is very effective in improving the performance of LIBs.
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O641.4;TM912

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本文編號(hào)：1966353