金屬有機(jī)框架化合物衍生炭及其復(fù)合材料的制備與電容性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-11 00:01
金屬有機(jī)框架化合物(metal-organic frameworks,MOFs)因其具有比容量高、孔徑可調(diào)以及可進(jìn)行表面修飾等優(yōu)勢,使其在超級電容器領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。但是將MOFs單獨(dú)作為超級電容器電極材料時(shí),卻存在比容量衰減較快以及電化學(xué)利用率較低等缺點(diǎn),限制了其在超級電容器中的應(yīng)用與發(fā)展。但可以借助MOFs的多孔性,將其作為納米填料或模板用于調(diào)控聚合物基衍生炭的孔結(jié)構(gòu)及比表面積,從而制備得到MOFs/聚合物復(fù)合體的衍生炭材料,與此同時(shí),由于MOFs材料本身含有豐富的雜原子以及含氧官能團(tuán),經(jīng)過碳化后,能夠?qū)㈦s原子直接摻雜到該復(fù)合物基衍生炭中,從而引入贗電容,提高超級電容器的儲(chǔ)能性。本論文的具體內(nèi)容與結(jié)果如下:1、將ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合材料在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高溫碳化,制備出珊瑚狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料(ZMFC)。在密胺樹脂球尺寸、分散性以及珊瑚狀結(jié)構(gòu)形成方面,ZIF-67均起到了重要作用,并通過改變ZIF-67用量來探究對ZMFC的影響,并經(jīng)過一系列的表征測試歸納出最佳的制備工藝。當(dāng)ZIF-67的添加量為0.1 g時(shí),樣品ZMFC-0.10的比表面積高達(dá)200.64 m
【文章來源】:齊魯工業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合物基衍生炭合成流程圖
第 2 章 ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合物基衍生炭的制備及表征 密胺樹脂聚合物鏈段熔融流動(dòng),最終得到了具有珊瑚狀形貌的 ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合物基衍生炭材料。圖 2.2 g-i 為 ZMFC-0.1 的元素面分布圖。表征了 C、N 和 O元素在 ZMFC-0.1 表面上的分布情況,證實(shí)了以上三種元素是均勻分布在ZMFC-0.1 上。
辛己玫?導(dǎo)電性以及電化學(xué)性能的優(yōu)勢。在圖2.5(c)中列出了MF、ZIF-67以及ZMF-0.1的TGA曲線,TGA曲線可以表征MF、ZIF-67以及ZMF-0.1的熱穩(wěn)定性。從TGA曲線中可以看出ZIF-67在510oC開始急劇的熱失重,顯而易見其熱穩(wěn)定性要明顯高于MF和ZMF[84,85],MF和ZMF的TGA曲線大致相同,均在410oC有急劇的熱失重,這是因?yàn)镸F和ZMF的主鏈基本上是一致的,在410oC處的熱失重是三嗪環(huán)的熱分解導(dǎo)致的[77]。但是,當(dāng)溫度升高到800oC,由于ZIF-67的引入,ZMF的熱穩(wěn)定性得到提高,最終質(zhì)量殘留率約為25%,高于MF的最終質(zhì)量殘留率約為15%。圖2.3MFC、ZC以及ZMFC-0.1的XRD譜圖(a)和Raman譜圖(b),MF、ZIF-67以及ZMF-0.1的TGA曲線(c)2.2.4XPS分析圖2.4為MFC、ZC以及ZMFC-0.1的XPS譜圖。如圖2.4所示。MFC以及ZMFC-0.1中C、N、O的含量是不同的,這是由于ZIF-67的添加所引起的,關(guān)于
本文編號:3533636
【文章來源】:齊魯工業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合物基衍生炭合成流程圖
第 2 章 ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合物基衍生炭的制備及表征 密胺樹脂聚合物鏈段熔融流動(dòng),最終得到了具有珊瑚狀形貌的 ZIF-67/密胺樹脂復(fù)合物基衍生炭材料。圖 2.2 g-i 為 ZMFC-0.1 的元素面分布圖。表征了 C、N 和 O元素在 ZMFC-0.1 表面上的分布情況,證實(shí)了以上三種元素是均勻分布在ZMFC-0.1 上。
辛己玫?導(dǎo)電性以及電化學(xué)性能的優(yōu)勢。在圖2.5(c)中列出了MF、ZIF-67以及ZMF-0.1的TGA曲線,TGA曲線可以表征MF、ZIF-67以及ZMF-0.1的熱穩(wěn)定性。從TGA曲線中可以看出ZIF-67在510oC開始急劇的熱失重,顯而易見其熱穩(wěn)定性要明顯高于MF和ZMF[84,85],MF和ZMF的TGA曲線大致相同,均在410oC有急劇的熱失重,這是因?yàn)镸F和ZMF的主鏈基本上是一致的,在410oC處的熱失重是三嗪環(huán)的熱分解導(dǎo)致的[77]。但是,當(dāng)溫度升高到800oC,由于ZIF-67的引入,ZMF的熱穩(wěn)定性得到提高,最終質(zhì)量殘留率約為25%,高于MF的最終質(zhì)量殘留率約為15%。圖2.3MFC、ZC以及ZMFC-0.1的XRD譜圖(a)和Raman譜圖(b),MF、ZIF-67以及ZMF-0.1的TGA曲線(c)2.2.4XPS分析圖2.4為MFC、ZC以及ZMFC-0.1的XPS譜圖。如圖2.4所示。MFC以及ZMFC-0.1中C、N、O的含量是不同的,這是由于ZIF-67的添加所引起的,關(guān)于
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