基于ZIFs纳米多孔材料制备及电化学性能研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyunfei369
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超级电容器作为一种新型的能量存储装置具有高比电容、循环稳定性好等优点,而电极材料是决定超级电容器性能最主要的因素。类沸石咪唑骨架材料(ZIFs)作为一种新型的多孔结构材料,具有高比表面积、结构可控、热稳定性强等优点。ZIFs高度的热稳定性和化学稳定性,可以将其作为制备多孔纳米材料优良的模板,并且应用于超级电容器材料。本文的具体研究内容如下:(1)立方体中空ZnCo2O4的制备及电化学性能研究:采用液相沉积法制备立方体的双金属锌钴类沸石咪唑骨架材料(Zn-Co-ZIF),以Zn-Co-ZIF为前驱体,探究了氧化温度对ZIFs材料物相和形貌的影响。在375℃的氧化条件下得到了立方体中空结构ZnCo2O4。经过一系列的电化学性能测试,结果表明在1 A·g-1的电流密度下,六面体中空结构的ZnCo2O4比电容可以达到338 F·g-1,在10 A·g-1的电流密度下,经过5000圈的充放电循环比容量还能保持为初始比电容的92%。(2)锌钴双金属硫化物((Zn,Co)S)制备及电化学性能研究:实验采用Zn-Co-ZIF作为前驱体,以硫代乙酰胺作为硫源,通过一步水热法制备了(Zn,Co)S纳米材料。通过优化硫化温度,在140℃硫化条件下得到的(Zn,Co)S作为超级电容器材料时,其比容量在1 A·g-1的电流密度下高达836 F·g-1,当电流密度下增大到10 A·g-1时,其比电容为545 F·g-1,通过进一步的测试,其在10A·g-1的电流密度下经过5000次的充放电循环其比电容保持率为74.8%。在制备负极材料时,先是制备立方体结构ZIF-8纳米材料,再优化碳化温度,在850℃的碳化条件下,得到多孔碳(ZPC)材料。其比电容在1 A·g-1的电流密度下达到了160.6 F·g-1,最后将该纳米多孔碳材料与之前制备的(Zn,Co)S组装成(Zn,Co)S//ZPC非对称超级电容器。在1 A·g-1的电流密度下,其能量密度可以达到28.6 Wh.kg-1,相应的功率密度为798 W·kg-1。(3)核壳多面体Co3O4/MnCo2O4.5制备及电化学性能研究:本章实验用液相沉积法制备正十二面体结构的ZIF-67晶体,加入Mn(NO32·4H2O,Mn2+的水解在ZIF-67表面生成相应的Mn-Co前驱体。通过一步氧化,得到了核壳多面体结构的Co3O4/MnCo2O4.5。得益于多壳层结构及壳层双金属氧化物的协同作用,Co3O4/MnCo2O4.5比电容达到了636 F·g-1,经过5000圈的充放电循环其容量保持率达到了86%,而由ZIF-67直接氧化得到的Co3O4在同样的测试条件下比电容仅有320 F·g-1。同时,Co3O4/MnCo2O4.5//ZPC组装成的非对称超级电容器展现出了优异的电化学性能,在1 A·g-1的电流密度下,其能量密度高达23 Wh·kg-1,相应的功率密度为796 W·kg-1
其他文献
快时尚服装行业未来的争夺焦点将会是谁能够敏锐捕捉到目标消费者的最新需求,并迅速作出反应,充分抓住这个契机。这个行业里豹一样的灵敏迅捷才是最为宝贵的特质。
随着时代的发展,各种技术的更新换代,森林资源调查作为林业工作至关重要的一个环节,也需要随着时代的发展而改变。随着林业装备信息化和精准林业理论体系的不断发展,森林资源
本文以1999-2008年间《南方周末》上的企业形象广告为研究对象,运用内容分析法,综合分析企业形象广告文化取向的总体特点和历时性特点,探讨企业形象广告的文化取向对企业形象
恋爱、婚姻不仅是人生大事,而且也是社会和谐与稳定的重要因素。分析改革开放以来我国大学生婚恋观的变迁,可以得出的结论:一是从总体来说,当代大学生的婚恋观是健康的,是与
本文以四川攀枝花钢铁集团公司发电厂粉煤灰为研究对象,系统深入地研究了机械活化法、浓酸熟化法、添加助溶剂法、焙烧活化法、微波助溶法五种措施对活化粉煤灰、强化粉煤灰
千里光的别名千里及、九里明、青龙眼、木莲草.小儿外感咳嗽最常见于上呼吸道感染、急性扁桃腺炎、急性咽喉炎,急慢性沙眼、急性肠炎、急性菌痢湿疹等.我们根据"肺为娇脏,性
临床药学的发展在社会中具有广阔的前景,其对于临床的医疗及护理等方面都有着巨大的作用,而且其发展方向是服务于社会群众,对社会的发展极具价值。临床药学学科是需要长时间
艺术类高校教学质量管理体系因为教学监督介入控制尺度一直备受诟病。作者以美国宾夕法尼亚州州立大学艺术教育研究生培养体系为例,从招生方式、课程设置与监控、多样化介入