俞慧：MOF@石墨烯基复合材料的制备及其电化学性能研究论文

本文主要研究内容

作者俞慧（2019）在《MOF@石墨烯基复合材料的制备及其电化学性能研究》一文中研究指出：由于化石燃料的过度使用带来的能源危机和环境污染已引起全球的关注,研究锂离子电池（Lithium-ion Batteries,LIBs）和超级电容器等新型高效电化学储能系统已成为当今世界最为重要的研究领域之一。本文通过原位自组装法制备了一系列MOF@石墨烯基复合材料,以此为前驱体,通过高温碳化得到了不同结构的氮掺杂碳材料,并将其作为超级电容器电极和锂离子电池负极材料。主要研究内容如下:（1）通过原位自组装方法,制备ZIF-8@GQDs（GQDs为石墨烯量子点）复合材料作为前驱体,经高温煅烧和蚀刻制备了一种新型多孔碳材料NC@GQDs,该材料具有多级孔结构和高比表面积(668 m2g-1),作为超级电容器的电极,具有优异的双电层容量和长循环稳定性,经过9999次循环后,在2 A g-1的电流密度下保持了130 F g-1的比电容,库仑效率接近100%。该复合材料还可作为LIBs负极材料,在100 mA g-1的电流密度下,经200次循环后电极的放电容量保持在493 mA h g-1,具有较高的可逆容量和良好的循环稳定性。NC@GQDs优异的电化学性能可归因于MOFs基多孔碳和石墨烯量子点的协同作用。（2）利用简单的原位自组装方法成功合成了ZIF-67@GQDs复合材料,并以此为前驱体,通过高温煅烧和蚀刻制备了一种新型多孔碳材料Co/NC@GQDs,该材料比表面积为454.17 m2g-1,且以介孔为主。XPS数据表明Co/NC@GQDs复合材料具有高的氮含量,且石墨氮含量达到30.4%,从而表现出较好的电化学性能。当用作LIBs负极材料时,Co/NC@GQDs显示出高可逆容量和良好的倍率性能和循环稳定性,在100 mA g-1和500 mA g-1的电流密度下,经150次循环后放电比容量分别为477.4和353.4 mA h g-1。（3）以氧化石墨烯（GO）作为二维纳米片基底,双金属沸石咪唑类骨架（Co/Zn-ZIFs）作为MOF模板,通过在氧化石墨烯（GO）上原位生长Co/Zn-ZIFs,再经碳化和刻蚀合成了二维多孔碳纳米片（Co/NC@GO）。该复合材料由石墨碳包覆的Co纳米颗粒,N掺杂的碳骨架和石墨烯骨架组成,具有多级的微孔-大孔结构。Co/NC@GO作为LIBs负极材料,在200 mA g-1、500 mA g-1和1 A g-1的电流密度下经400次循环后,放电比容量分别为689.8、533.2和456.1 mA h g-1,且放电比容量稳定。当电流密度从50变为100,200,500和1000 mA g-1时,Co/NC@GO电极的放电容量分别为800.1,703.4,613.5,548.6和463.2 mA h g-1。表现出优异的循环稳定性和倍率性能。

Abstract

you yu hua dan ran liao de guo du shi yong dai lai de neng yuan wei ji he huan jing wu ran yi yin qi quan qiu de guan zhu ,yan jiu li li zi dian chi （Lithium-ion Batteries,LIBs）he chao ji dian rong qi deng xin xing gao xiao dian hua xue chu neng ji tong yi cheng wei dang jin shi jie zui wei chong yao de yan jiu ling yu zhi yi 。ben wen tong guo yuan wei zi zu zhuang fa zhi bei le yi ji lie MOF@dan mo xi ji fu ge cai liao ,yi ci wei qian qu ti ,tong guo gao wen tan hua de dao le bu tong jie gou de dan can za tan cai liao ,bing jiang ji zuo wei chao ji dian rong qi dian ji he li li zi dian chi fu ji cai liao 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :（1）tong guo yuan wei zi zu zhuang fang fa ,zhi bei ZIF-8@GQDs（GQDswei dan mo xi liang zi dian ）fu ge cai liao zuo wei qian qu ti ,jing gao wen duan shao he shi ke zhi bei le yi chong xin xing duo kong tan cai liao NC@GQDs,gai cai liao ju you duo ji kong jie gou he gao bi biao mian ji (668 m2g-1),zuo wei chao ji dian rong qi de dian ji ,ju you you yi de shuang dian ceng rong liang he chang xun huan wen ding xing ,jing guo 9999ci xun huan hou ,zai 2 A g-1de dian liu mi du xia bao chi le 130 F g-1de bi dian rong ,ku lun xiao lv jie jin 100%。gai fu ge cai liao hai ke zuo wei LIBsfu ji cai liao ,zai 100 mA g-1de dian liu mi du xia ,jing 200ci xun huan hou dian ji de fang dian rong liang bao chi zai 493 mA h g-1,ju you jiao gao de ke ni rong liang he liang hao de xun huan wen ding xing 。NC@GQDsyou yi de dian hua xue xing neng ke gui yin yu MOFsji duo kong tan he dan mo xi liang zi dian de xie tong zuo yong 。（2）li yong jian chan de yuan wei zi zu zhuang fang fa cheng gong ge cheng le ZIF-67@GQDsfu ge cai liao ,bing yi ci wei qian qu ti ,tong guo gao wen duan shao he shi ke zhi bei le yi chong xin xing duo kong tan cai liao Co/NC@GQDs,gai cai liao bi biao mian ji wei 454.17 m2g-1,ju yi jie kong wei zhu 。XPSshu ju biao ming Co/NC@GQDsfu ge cai liao ju you gao de dan han liang ,ju dan mo dan han liang da dao 30.4%,cong er biao xian chu jiao hao de dian hua xue xing neng 。dang yong zuo LIBsfu ji cai liao shi ,Co/NC@GQDsxian shi chu gao ke ni rong liang he liang hao de bei lv xing neng he xun huan wen ding xing ,zai 100 mA g-1he 500 mA g-1de dian liu mi du xia ,jing 150ci xun huan hou fang dian bi rong liang fen bie wei 477.4he 353.4 mA h g-1。（3）yi yang hua dan mo xi （GO）zuo wei er wei na mi pian ji de ,shuang jin shu fei dan mi zuo lei gu jia （Co/Zn-ZIFs）zuo wei MOFmo ban ,tong guo zai yang hua dan mo xi （GO）shang yuan wei sheng chang Co/Zn-ZIFs,zai jing tan hua he ke shi ge cheng le er wei duo kong tan na mi pian （Co/NC@GO）。gai fu ge cai liao you dan mo tan bao fu de Cona mi ke li ,Ncan za de tan gu jia he dan mo xi gu jia zu cheng ,ju you duo ji de wei kong -da kong jie gou 。Co/NC@GOzuo wei LIBsfu ji cai liao ,zai 200 mA g-1、500 mA g-1he 1 A g-1de dian liu mi du xia jing 400ci xun huan hou ,fang dian bi rong liang fen bie wei 689.8、533.2he 456.1 mA h g-1,ju fang dian bi rong liang wen ding 。dang dian liu mi du cong 50bian wei 100,200,500he 1000 mA g-1shi ,Co/NC@GOdian ji de fang dian rong liang fen bie wei 800.1,703.4,613.5,548.6he 463.2 mA h g-1。biao xian chu you yi de xun huan wen ding xing he bei lv xing neng 。

论文参考文献

[1].过渡金属硫化物及其复合材料的制备与电化学性能的研究[D]. 许文芳.合肥工业大学2019

[2].镍基复合电极材料的制备及超级电容性能研究[D]. 罗惜情.合肥工业大学2019

[3].Ni、Co、Mn、Bi氧化物/氢氧化物纳米材料的合成及电化学性能研究[D]. 黄飞飞.安徽师范大学2019

[4].基于柔性超级电容储能材料的理论研究[D]. 宋利黎.华北电力大学2019

[5].金属离子对MOFs衍生材料及其超级电容器性能的影响[D]. 岳慢丽.西北大学2019

[6].生物质基多级孔碳材料的制备、优化及其超级电容器性能研究[D]. 杨菲.青岛科技大学2019

[7].超级电容器用RGO@P（VDF-HFP）/PAN基电极材料及P（VDF-HFP）多孔隔膜的制备及性能研究[D]. 贾瑞.渤海大学2019

[8].过渡金属化合物基复合材料结构调控与电化学性能研究[D]. 高小磊.青岛科技大学2019

[9].硒化镍基电极材料的制备及其在超级电容器中电化学性能研究[D]. 石鑫.青岛科技大学2019

[10].基于生物质及其衍生物电极材料的储能特性研究[D]. 陈潜.电子科技大学2019

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[5].g-C3N4@MOF复合材料的制备及光催化还原CO2应用研究[D]. 孟雅娟.中北大学2019

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[9].金属有机框架/聚吡咯复合电极在超级电容器中的应用研究[D]. 刘耀智.东北师范大学2019

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