本文主要研究内容
作者李庆福（2019）在《ZIF-8衍生多孔碳基复合材料的制备及在锂硫电池中的应用》一文中研究指出：锂硫电池是通过金属锂和单质硫之间可逆的电化学反应来实现能量的储存和转化的一种电化学系统。它具有高的理论比能量(2600 Wh·kg-1)和理论比容量(1675 mAh·g-1),同时作为正极活性物的硫价格低廉,储量丰富,无毒,环境友好,因此锂硫电池被认为是最有商业前景的下一代二次电池。虽然锂硫电池存在许多优点,但人们在对其展开深入研究过程中,发现锂硫电池自身存在诸多技术难题,例如,活性物质硫及放电产物导电性差、体积膨胀与收缩、中间产物多硫化锂的溶解与扩散而引发的穿梭效应等,最终导致电池容量的快速衰减以及较差的循环性能。针对这些问题,寻找合适的正极材料是改善电池性能的一种有效途径。金属有机骨架材料（MOFs）是由金属离子（或金属团簇）和多功能有机配体组成的新型多孔材料。由于MOFs具有较大的比表面积、高的孔隙率以及可调的孔径等优点,因此在许多领域中被广泛应用,人们也尝试用作锂硫电池正极材料的基质材料。本文以ZIF-8为前驱体制备ZIF-8衍生多孔碳材料及ZIF-8衍生多孔碳-金属硫化物复合材料,作为锂硫电池正极硫的基体,研究其电化学性能。具体研究内容及结论如下:（1）采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料―ZIF-8,分别经600℃、700℃和800℃下高温碳化得到含金属Zn的ZIF-8衍生多孔碳材料Zn-ZDPC（600）、Zn-ZDPC（700）和Zn-ZDPC（800）,然后用HCl去除金属Zn,得到ZIF-8衍生多孔材料（ZDPC（800））。接着通过传统的熔融-扩散法载硫后,制得Zn-ZDPC（600）/S、Zn-ZDPC（700）、Zn-ZDPC（800）/S和ZDPC（800）/S复合材料,以所制得载硫复合材料为正极组装电池。通过XRD、SEM、BET、EDS和XPS等测试技术,对ZIF-8及含金属Zn的ZIF-8衍生多孔碳材料的孔分布、形貌、组成等微观结构进行了表征,证明配体中的氮原子成功掺入到多孔碳中。充放电测试结果发现,Zn-ZDPC（800）/S电极组装成电池后,在放电倍率为0.2 C时,首次放点比容量为1162.4 mAh·g-1,循环100圈后仍然能保持在756.6 mAh·g-1,容量保持率为65.1%,相比ZDPC（800）/S电极,容量衰减较慢,显示了较好的电化学性能。表明含金属Zn的ZIF-8衍生的多孔碳材料具有诸多优点。首先,碳化后形成的多孔碳基体可以有效的传导电子和传输离子;其次,配体中的氮原子掺杂在碳材料中,改变了电极表面的极性,能为电解质提供更好的浸润性,有利于离子的扩散,其极性表面与多硫化物间的相互作用增强,减少了多硫化物的扩散;最后,金属Zn则可以促进可溶性的高价态多硫化物向不溶性的低价态多硫化物的转变,提高了反应动力学。（2）以ZIF-8为前驱体,通过连续的碳化和硫化反应,成功地合成了ZIF-8衍生多孔碳-硫化锌复合材料（ZnS-ZDPC）。通过物理表征证明合成的ZnS-ZDPC具有规则的多面体形貌、大的比表面积和多孔结构。大的比表面积可以提供较多的吸附位点,而多孔结构可以将更多的硫限制在孔内,缓解体积变化对碳基体的影响;配体中的氮原子经过碳化被掺杂进入碳基体中,形成了三种不同类型的氮,吡啶和吡咯N提供了多硫化物结合位点,与多硫化锂形成强的相互作用,将多硫化物吸附在碳基体表面,而石墨化氮则改善了碳的电导性,有利于电子的传输;而多孔碳基体上原位生长的ZnS,在充放电过程中,可以加快中间产物多硫化物的转化反应,提高反应动力学,减少多硫化物在有机电解液中的积累,有效抑制了穿梭效应。因此含有氮的三维多孔碳材料和硫化锌协同促进了锂硫电池正极的电化学性能。ZnS-ZDPC/S电极在放电倍率为0.2 C时,首次放电比容量为1265.2mAh·g-1,循环300圈后仍然能保持在654.1 mAh·g-1,相对于Zn-ZDPC（800）/S电极来说,容量衰减较慢,有较好的循环性能。
Abstract
li liu dian chi shi tong guo jin shu li he chan zhi liu zhi jian ke ni de dian hua xue fan ying lai shi xian neng liang de chu cun he zhuai hua de yi chong dian hua xue ji tong 。ta ju you gao de li lun bi neng liang (2600 Wh·kg-1)he li lun bi rong liang (1675 mAh·g-1),tong shi zuo wei zheng ji huo xing wu de liu jia ge di lian ,chu liang feng fu ,mo du ,huan jing you hao ,yin ci li liu dian chi bei ren wei shi zui you shang ye qian jing de xia yi dai er ci dian chi 。sui ran li liu dian chi cun zai hu duo you dian ,dan ren men zai dui ji zhan kai shen ru yan jiu guo cheng zhong ,fa xian li liu dian chi zi shen cun zai zhu duo ji shu nan ti ,li ru ,huo xing wu zhi liu ji fang dian chan wu dao dian xing cha 、ti ji peng zhang yu shou su 、zhong jian chan wu duo liu hua li de rong jie yu kuo san er yin fa de chuan suo xiao ying deng ,zui zhong dao zhi dian chi rong liang de kuai su cui jian yi ji jiao cha de xun huan xing neng 。zhen dui zhe xie wen ti ,xun zhao ge kuo de zheng ji cai liao shi gai shan dian chi xing neng de yi chong you xiao tu jing 。jin shu you ji gu jia cai liao （MOFs）shi you jin shu li zi （huo jin shu tuan cu ）he duo gong neng you ji pei ti zu cheng de xin xing duo kong cai liao 。you yu MOFsju you jiao da de bi biao mian ji 、gao de kong xi lv yi ji ke diao de kong jing deng you dian ,yin ci zai hu duo ling yu zhong bei an fan ying yong ,ren men ye chang shi yong zuo li liu dian chi zheng ji cai liao de ji zhi cai liao 。ben wen yi ZIF-8wei qian qu ti zhi bei ZIF-8yan sheng duo kong tan cai liao ji ZIF-8yan sheng duo kong tan -jin shu liu hua wu fu ge cai liao ,zuo wei li liu dian chi zheng ji liu de ji ti ,yan jiu ji dian hua xue xing neng 。ju ti yan jiu nei rong ji jie lun ru xia :（1）cai yong rong ji re fa ge cheng le jin shu you ji gu jia cai liao ―ZIF-8,fen bie jing 600℃、700℃he 800℃xia gao wen tan hua de dao han jin shu Znde ZIF-8yan sheng duo kong tan cai liao Zn-ZDPC（600）、Zn-ZDPC（700）he Zn-ZDPC（800）,ran hou yong HClqu chu jin shu Zn,de dao ZIF-8yan sheng duo kong cai liao （ZDPC（800））。jie zhao tong guo chuan tong de rong rong -kuo san fa zai liu hou ,zhi de Zn-ZDPC（600）/S、Zn-ZDPC（700）、Zn-ZDPC（800）/She ZDPC（800）/Sfu ge cai liao ,yi suo zhi de zai liu fu ge cai liao wei zheng ji zu zhuang dian chi 。tong guo XRD、SEM、BET、EDShe XPSdeng ce shi ji shu ,dui ZIF-8ji han jin shu Znde ZIF-8yan sheng duo kong tan cai liao de kong fen bu 、xing mao 、zu cheng deng wei guan jie gou jin hang le biao zheng ,zheng ming pei ti zhong de dan yuan zi cheng gong can ru dao duo kong tan zhong 。chong fang dian ce shi jie guo fa xian ,Zn-ZDPC（800）/Sdian ji zu zhuang cheng dian chi hou ,zai fang dian bei lv wei 0.2 Cshi ,shou ci fang dian bi rong liang wei 1162.4 mAh·g-1,xun huan 100juan hou reng ran neng bao chi zai 756.6 mAh·g-1,rong liang bao chi lv wei 65.1%,xiang bi ZDPC（800）/Sdian ji ,rong liang cui jian jiao man ,xian shi le jiao hao de dian hua xue xing neng 。biao ming han jin shu Znde ZIF-8yan sheng de duo kong tan cai liao ju you zhu duo you dian 。shou xian ,tan hua hou xing cheng de duo kong tan ji ti ke yi you xiao de chuan dao dian zi he chuan shu li zi ;ji ci ,pei ti zhong de dan yuan zi can za zai tan cai liao zhong ,gai bian le dian ji biao mian de ji xing ,neng wei dian jie zhi di gong geng hao de jin run xing ,you li yu li zi de kuo san ,ji ji xing biao mian yu duo liu hua wu jian de xiang hu zuo yong zeng jiang ,jian shao le duo liu hua wu de kuo san ;zui hou ,jin shu Znze ke yi cu jin ke rong xing de gao jia tai duo liu hua wu xiang bu rong xing de di jia tai duo liu hua wu de zhuai bian ,di gao le fan ying dong li xue 。（2）yi ZIF-8wei qian qu ti ,tong guo lian xu de tan hua he liu hua fan ying ,cheng gong de ge cheng le ZIF-8yan sheng duo kong tan -liu hua xin fu ge cai liao （ZnS-ZDPC）。tong guo wu li biao zheng zheng ming ge cheng de ZnS-ZDPCju you gui ze de duo mian ti xing mao 、da de bi biao mian ji he duo kong jie gou 。da de bi biao mian ji ke yi di gong jiao duo de xi fu wei dian ,er duo kong jie gou ke yi jiang geng duo de liu xian zhi zai kong nei ,huan jie ti ji bian hua dui tan ji ti de ying xiang ;pei ti zhong de dan yuan zi jing guo tan hua bei can za jin ru tan ji ti zhong ,xing cheng le san chong bu tong lei xing de dan ,bi ding he bi ge Ndi gong le duo liu hua wu jie ge wei dian ,yu duo liu hua li xing cheng jiang de xiang hu zuo yong ,jiang duo liu hua wu xi fu zai tan ji ti biao mian ,er dan mo hua dan ze gai shan le tan de dian dao xing ,you li yu dian zi de chuan shu ;er duo kong tan ji ti shang yuan wei sheng chang de ZnS,zai chong fang dian guo cheng zhong ,ke yi jia kuai zhong jian chan wu duo liu hua wu de zhuai hua fan ying ,di gao fan ying dong li xue ,jian shao duo liu hua wu zai you ji dian jie ye zhong de ji lei ,you xiao yi zhi le chuan suo xiao ying 。yin ci han you dan de san wei duo kong tan cai liao he liu hua xin xie tong cu jin le li liu dian chi zheng ji de dian hua xue xing neng 。ZnS-ZDPC/Sdian ji zai fang dian bei lv wei 0.2 Cshi ,shou ci fang dian bi rong liang wei 1265.2mAh·g-1,xun huan 300juan hou reng ran neng bao chi zai 654.1 mAh·g-1,xiang dui yu Zn-ZDPC（800）/Sdian ji lai shui ,rong liang cui jian jiao man ,you jiao hao de xun huan xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的李庆福，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于锂硫电池论文,金属有机骨架材料论文,多孔碳论文,多硫化物论文,氮掺杂论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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