本文主要研究内容
作者黄思赟（2019）在《MOFs衍生自掺杂氮多孔炭的制备及氧化还原添加剂对其电化学性能的影响》一文中研究指出：金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）,是由过渡金属与含氧或含氮的有机配体连接形成的网状骨架结构的化合物。由于其组分结构高度可控的特征以及高度有序的多孔结构,作为前驱体在材料合成领域具有广阔的应用前景。在设计与合成MOFs衍生的复杂纳米结构已成为化学和材料科学前沿的重要研究领域。同时MOFs作为合成高比表面积多孔炭材料的前驱体而备受学者关注。本文针对超级电容器低能量密度关键问题为研究工作切入点,以MOFs为前驱体,通过一步炭化法制备MOFs衍生自掺杂氮多孔炭,考察了MOFs衍生自掺杂氮多孔炭结构及氮原子掺杂对电化学性能的影响;另外,将具有氧化还原性的物质添加在自掺杂氮多孔炭及碱性电解液中,阐述了其对超级电容器电化学性能增强机制。课题实施有望在保持超级电容器优点的同时提高其能量密度,并为基于MOFs的功能炭材料的制备及在超级电容器中的研究与应用提供实验依据和基础。本论文研究工作主要包括以下几个方面:（1）以水热法制备金属有机框架（H3O）0.5[Zn（1,2,4,5BTBC）0.25（ATZ）1.5]·x（solvent）n,（简写ZAB）,将其作为富氮前驱体,采用一步炭化法制备自掺杂氮多孔炭ZABC-T,考察了炭化温度对其微观结构和电化学性能的影响。结果表明:自掺杂氮多孔炭ZABC-800具有最大的比表面积1008 cm2g-1、氮含量4.09%,在6 M KOH电解质中探究了自掺杂氮多孔炭ZABC-T的电化学性能,在电流密度为1.0 A g-1,自掺杂氮多孔炭ZABC-800的比电容为316.3 F g-1,经5000次恒电流充放电后电容保留率为81.9%,表现出优异的电化学性能和良好的循环稳定性。（2）以水热法制备金属有机框架Zn4（PDC）4（DMF）2·3DMF,（简写ZPD）,将其作为富氮前驱体,采用一步炭化法制备自掺杂氮多孔炭ZPDC-T,考察了炭化温度对其微观结构和电化学性能的影响。结果表明:自掺杂氮多孔炭ZPDC-850具有最大的比表面积1520 m2g-1,含氮量为6.47%。在6 M KOH电解质中探究自掺杂氮多孔炭ZPDC-T的电化学性能,在电流密度为1.0 A g-1下,自掺杂多孔炭ZPDC-850的比电容265.1 F g-1,经5000次恒电流充放电之后,电容保留率为79.2%,表现出优异的电化学性能和良好的循环稳定性。（3）以水热法制备的金属有机框架Zn2（ATRZ）2SO4·3H2O（简写ZY）,将其作为富氮前驱体,采用一步炭化法制备自掺杂氮多孔炭ZYC-T,考察了炭化温度对其微观结构和电化学性能的影响。自掺杂氮多孔炭ZYC-800具有最大的比表面积725m2g-1,氮含量为7.26%,在6 M KOH电解质中,电流密度为1.0 A g-1得到比电容为205.5 F g-1。在自掺杂氮多孔炭ZYC-800中,添加二苯氨基脲制备成复合电极ZYC-800-W,其中复合电极ZYC-800-5.3在6 M KOH电解质中,电流密度为1.0 A g-1时测得比电容为274.1 F g-1,能量密度是原来未添加的1.33倍,经5000次的恒电流充放电后自掺杂氮多孔炭ZYC-800和复合电极ZYC-800-5.3的电容保留率分别为71.1%和72.8%,表现出优异的电化学性能和良好的循环稳定性,同时也说明在电极材料中添加二苯氨基脲能够发生氧化还原反应产生法拉第赝电容,达到提高材料电化学性能的目的。（4）以水热法制备金属有机框架{[Ag3（BTC）（IM）]·H2O}n,（简写ABI）,将其作为炭前驱体,采用一步炭化法制备自掺杂氮多孔炭ABIC-T,考察了炭化温度对其微观结构和电化学性能的影响。其中自掺杂氮多孔炭ABIC-750具有最大的比表面积为602 m2g-1,在6 M KOH电解液中,电流密度为1.0 A g-1时,得比电容为142.2 F g-1。为提高超级电容器的电化学性能,在6 M KOH中添加茜素磺酸钠制备混合电解液ASS-n,自掺杂氮多孔炭ABIC-750作为工作电极,在电流密度为1.0 A g-1时,比电容达817.1 F g-1,在ASS-4电解液中的能量密度为在6 M KOH的5.75倍。经5000次充放电之后,自掺杂氮多孔炭ABIC-750在6 M KOH和ASS-4电解液中的电容保留率分别为91.05%和71.05%,表明自掺杂氮多孔炭ABIC-750在6 M KOH和混合电解液中均具有优异的电化学性能和良好的循环稳定性,同时也说明茜素磺酸钠的加入能够有效地提高超级电容器的电化学性能。
Abstract
jin shu you ji gu jia （Metal-Organic Frameworks,MOFs）,shi you guo du jin shu yu han yang huo han dan de you ji pei ti lian jie xing cheng de wang zhuang gu jia jie gou de hua ge wu 。you yu ji zu fen jie gou gao du ke kong de te zheng yi ji gao du you xu de duo kong jie gou ,zuo wei qian qu ti zai cai liao ge cheng ling yu ju you an kuo de ying yong qian jing 。zai she ji yu ge cheng MOFsyan sheng de fu za na mi jie gou yi cheng wei hua xue he cai liao ke xue qian yan de chong yao yan jiu ling yu 。tong shi MOFszuo wei ge cheng gao bi biao mian ji duo kong tan cai liao de qian qu ti er bei shou xue zhe guan zhu 。ben wen zhen dui chao ji dian rong qi di neng liang mi du guan jian wen ti wei yan jiu gong zuo qie ru dian ,yi MOFswei qian qu ti ,tong guo yi bu tan hua fa zhi bei MOFsyan sheng zi can za dan duo kong tan ,kao cha le MOFsyan sheng zi can za dan duo kong tan jie gou ji dan yuan zi can za dui dian hua xue xing neng de ying xiang ;ling wai ,jiang ju you yang hua hai yuan xing de wu zhi tian jia zai zi can za dan duo kong tan ji jian xing dian jie ye zhong ,chan shu le ji dui chao ji dian rong qi dian hua xue xing neng zeng jiang ji zhi 。ke ti shi shi you wang zai bao chi chao ji dian rong qi you dian de tong shi di gao ji neng liang mi du ,bing wei ji yu MOFsde gong neng tan cai liao de zhi bei ji zai chao ji dian rong qi zhong de yan jiu yu ying yong di gong shi yan yi ju he ji chu 。ben lun wen yan jiu gong zuo zhu yao bao gua yi xia ji ge fang mian :（1）yi shui re fa zhi bei jin shu you ji kuang jia （H3O）0.5[Zn（1,2,4,5BTBC）0.25（ATZ）1.5]·x（solvent）n,（jian xie ZAB）,jiang ji zuo wei fu dan qian qu ti ,cai yong yi bu tan hua fa zhi bei zi can za dan duo kong tan ZABC-T,kao cha le tan hua wen du dui ji wei guan jie gou he dian hua xue xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :zi can za dan duo kong tan ZABC-800ju you zui da de bi biao mian ji 1008 cm2g-1、dan han liang 4.09%,zai 6 M KOHdian jie zhi zhong tan jiu le zi can za dan duo kong tan ZABC-Tde dian hua xue xing neng ,zai dian liu mi du wei 1.0 A g-1,zi can za dan duo kong tan ZABC-800de bi dian rong wei 316.3 F g-1,jing 5000ci heng dian liu chong fang dian hou dian rong bao liu lv wei 81.9%,biao xian chu you yi de dian hua xue xing neng he liang hao de xun huan wen ding xing 。（2）yi shui re fa zhi bei jin shu you ji kuang jia Zn4（PDC）4（DMF）2·3DMF,（jian xie ZPD）,jiang ji zuo wei fu dan qian qu ti ,cai yong yi bu tan hua fa zhi bei zi can za dan duo kong tan ZPDC-T,kao cha le tan hua wen du dui ji wei guan jie gou he dian hua xue xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :zi can za dan duo kong tan ZPDC-850ju you zui da de bi biao mian ji 1520 m2g-1,han dan liang wei 6.47%。zai 6 M KOHdian jie zhi zhong tan jiu zi can za dan duo kong tan ZPDC-Tde dian hua xue xing neng ,zai dian liu mi du wei 1.0 A g-1xia ,zi can za duo kong tan ZPDC-850de bi dian rong 265.1 F g-1,jing 5000ci heng dian liu chong fang dian zhi hou ,dian rong bao liu lv wei 79.2%,biao xian chu you yi de dian hua xue xing neng he liang hao de xun huan wen ding xing 。（3）yi shui re fa zhi bei de jin shu you ji kuang jia Zn2（ATRZ）2SO4·3H2O（jian xie ZY）,jiang ji zuo wei fu dan qian qu ti ,cai yong yi bu tan hua fa zhi bei zi can za dan duo kong tan ZYC-T,kao cha le tan hua wen du dui ji wei guan jie gou he dian hua xue xing neng de ying xiang 。zi can za dan duo kong tan ZYC-800ju you zui da de bi biao mian ji 725m2g-1,dan han liang wei 7.26%,zai 6 M KOHdian jie zhi zhong ,dian liu mi du wei 1.0 A g-1de dao bi dian rong wei 205.5 F g-1。zai zi can za dan duo kong tan ZYC-800zhong ,tian jia er ben an ji niao zhi bei cheng fu ge dian ji ZYC-800-W,ji zhong fu ge dian ji ZYC-800-5.3zai 6 M KOHdian jie zhi zhong ,dian liu mi du wei 1.0 A g-1shi ce de bi dian rong wei 274.1 F g-1,neng liang mi du shi yuan lai wei tian jia de 1.33bei ,jing 5000ci de heng dian liu chong fang dian hou zi can za dan duo kong tan ZYC-800he fu ge dian ji ZYC-800-5.3de dian rong bao liu lv fen bie wei 71.1%he 72.8%,biao xian chu you yi de dian hua xue xing neng he liang hao de xun huan wen ding xing ,tong shi ye shui ming zai dian ji cai liao zhong tian jia er ben an ji niao neng gou fa sheng yang hua hai yuan fan ying chan sheng fa la di yan dian rong ,da dao di gao cai liao dian hua xue xing neng de mu de 。（4）yi shui re fa zhi bei jin shu you ji kuang jia {[Ag3（BTC）（IM）]·H2O}n,（jian xie ABI）,jiang ji zuo wei tan qian qu ti ,cai yong yi bu tan hua fa zhi bei zi can za dan duo kong tan ABIC-T,kao cha le tan hua wen du dui ji wei guan jie gou he dian hua xue xing neng de ying xiang 。ji zhong zi can za dan duo kong tan ABIC-750ju you zui da de bi biao mian ji wei 602 m2g-1,zai 6 M KOHdian jie ye zhong ,dian liu mi du wei 1.0 A g-1shi ,de bi dian rong wei 142.2 F g-1。wei di gao chao ji dian rong qi de dian hua xue xing neng ,zai 6 M KOHzhong tian jia qian su huang suan na zhi bei hun ge dian jie ye ASS-n,zi can za dan duo kong tan ABIC-750zuo wei gong zuo dian ji ,zai dian liu mi du wei 1.0 A g-1shi ,bi dian rong da 817.1 F g-1,zai ASS-4dian jie ye zhong de neng liang mi du wei zai 6 M KOHde 5.75bei 。jing 5000ci chong fang dian zhi hou ,zi can za dan duo kong tan ABIC-750zai 6 M KOHhe ASS-4dian jie ye zhong de dian rong bao liu lv fen bie wei 91.05%he 71.05%,biao ming zi can za dan duo kong tan ABIC-750zai 6 M KOHhe hun ge dian jie ye zhong jun ju you you yi de dian hua xue xing neng he liang hao de xun huan wen ding xing ,tong shi ye shui ming qian su huang suan na de jia ru neng gou you xiao de di gao chao ji dian rong qi de dian hua xue xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自兰州理工大学的黄思赟，发表于刊物兰州理工大学2019-07-18论文，是一篇关于超级电容器论文,金属有机框架论文,自掺杂氮多孔炭论文,氧化还原添加剂论文,电化学性能论文,兰州理工大学2019-07-18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，资料来自兰州理工大学2019-07-18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。
标签：超级电容器论文; 金属有机框架论文; 自掺杂氮多孔炭论文; 氧化还原添加剂论文; 电化学性能论文; 兰州理工大学2019-07-18论文;