基于金屬有機(jī)框架材料的電極材料在超級(jí)電容器中應(yīng)用研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種高效、實(shí)用的能量?jī)?chǔ)存設(shè)備，它具有高比電容、壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、免維修等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器的電化學(xué)性能取決于電極材料的性能。活性炭材料由于其價(jià)格便宜、制備簡(jiǎn)單、電化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，是最先被應(yīng)用于超級(jí)電容器的電極材料。近年來(lái)，金屬氧化物、導(dǎo)電高分子等材料也越來(lái)越引起人們的注意。金屬-有機(jī)配位聚合物（MOFs）是一種新型的多孔材料，它不但比表面積高，而且在結(jié)構(gòu)中包含有活性過(guò)渡金屬離子或原子簇，這些特征使其在高性能超級(jí)電容器

2、中有很大的應(yīng)用潛力。近年來(lái)，只有少數(shù)的MOFs材料作為超級(jí)電容器電極材料應(yīng)用于超級(jí)電容器中。本文選取了ZIF-8和ZIF-67兩種MOF材料，并將它們作為載體分別負(fù)載其他活性物質(zhì)制備復(fù)合材料，通過(guò)XRD，傅立葉紅外光譜，氮?dú)獾葴匚矫摳角€，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡等手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并在水系電解液中進(jìn)行了諸如循環(huán)伏安法，計(jì)時(shí)電位法、電化學(xué)阻抗和循環(huán)壽命等電化學(xué)表征。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）ZIF-8和ZIF-6

3、7首次作為電極材料在水性電解液體系的超級(jí)電容器中應(yīng)用，在6 M KOH電解液中，由循環(huán)伏安曲線可以看出，電極材料表現(xiàn)出了良好的可逆性和較高的電化學(xué)活性，在5 mVs-1掃描速率下，比電容分別達(dá)到96和65 F g-1；對(duì)于ZIF-8，在未添加額外碳源的情況下，通過(guò)對(duì)其在723 K氮?dú)庀蚂褵入娙菽苓_(dá)到185 F g-1。
　?。?）分別制備了系列固體超強(qiáng)酸SO42-/TiO2、SO42-/SnO2、SO42-/ZrO2、SO42-

4、/Fe2O3，將它們作為電極材料用于超級(jí)電容器中，以0.5 M的H2SO4溶液為電解液，在5 mV s-1掃描速率下比電容可達(dá)到30 F g-1、19F g-1、21F g-1、28 F g-1。
　?。?）ZIF-8是一種優(yōu)秀的載體，可以作為主體負(fù)載其他更多的活性物質(zhì)作為超級(jí)電容器電極材料來(lái)提高活性物質(zhì)本身的電化學(xué)性能，本文中分別制備了二氧化錫量子點(diǎn)、非晶態(tài)NI-B合金、Ni2CO3(OH)2，將ZIF-8作為載體分別對(duì)它們進(jìn)行

5、負(fù)載制備復(fù)合材料并將其作為電極材料，在6 M KOH電解液中表現(xiàn)為氧化還原贗電容，在5mV s-1掃描速率下復(fù)合材料的比電容可達(dá)到931 F g-1、866 F g-1、851 F g-1，遠(yuǎn)高于二氧化錫量子點(diǎn)、非晶態(tài)NI-B合金、Ni2CO3(OH)2的241 F g-1、563 F g-1、668 F g-1，具有成為優(yōu)秀的超級(jí)電容器電極材料的潛力。
　?。?）ZIF-67作為結(jié)構(gòu)與ZIF-8相同的MOFs材料，只是