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随着化石燃料的持续消耗,环境污染的加剧以及电动汽车和移动电子设备的快速发展,开发清洁、高效、可持续的新能源,并设计和制造先进的能量储存设备是应对以上问题的有效手段。超级电容器作为一种新型、高效、环保的储能器件,因集快速充放电、大功率密度、长循环寿命等优点于一身而被广泛的运用于工业、通讯、军事和交通等领域。目前,开发高性能、低价格和环境友好的电极材料是超级电容器发展的主要方向。近年来,赝电容性能本质的过渡金属草酸盐,由于比其氧化物和氢氧化物具有更高的能量密度和更好的电化学稳定性,而成为研究的热点。此外,二维多孔结构材料由于拥有丰富的孔道结构、较大的比表面积被认为相比于零维、一维材料具有更为出色的电化学性能,备受研究者关注。本论文以草酸为配体,采用水热法成功制备了多种双金属草酸盐二维多孔薄片并研究了材料的超电容性能。本论文主要研究内容和结论包括以下三个方面:(1)以硝酸钴和硝酸铜为金属来源,在200℃下,水热反应5、10和20 h,成功制备了三种铜钴草酸盐二维多孔薄片。SEM分析得到反应10 h的样品(Cu-Co-OA-10)的形貌最好。二维多孔Cu-Co-OA-10薄片是由片与片交织形成的阵列框架结构,其比表面积为47.049 m~2/g。制备的Cu-Co-OA-10电极的比电容为1169.55 F/g。将活性炭(AC)与Cu-Co-OA-10组装成超级电容器(Cu-Co-OA-10//AC),其能量密度能够到达28.88 Wh/kg,功率密度能够达到10800 W/kg。在6 A/g的测试电流密度下,Cu-Co-OA-10//AC经2000次不间断的循环充放电后,比电容还能够保持在95.26%,显示了其良好的运用潜能。(2)以不同比例的硝酸钴和氯化锰为金属源,在200℃下,水热反应10 h,成功制备了三种不同的锰钴草酸盐二维多孔薄片。通过SEM对薄片的形貌进行分析,发现当锰钴比例为1:2时得到的样品(Mn-Co-OA-1-2)的结构和形貌是最优的。Mn-Co-OA-1-2具有像泡沫镍一样的丰富的孔结构,其比表面积高达66.192m~2/g。制备的Mn-Co-OA-1-2电极比电容高达2485.71 F/g。组装的Mn-Co-OA-1-2//AC电容器,能量密度能够到达33.10 Wh/kg,功率密度可以达到9000 W/kg,比电容保持率为97.87%(在6 A/g时,Mn-Co-OA-1-2//AC进行2500次充放电循环后),表明Mn-Co-OA-1-2材料具有出色的超电容储能性能。(3)以硝酸钴和硝酸锌为金属来源,在200℃下,水热反应10 h,成功制备了锌钴草酸盐二维多孔薄片(Zn-Co-OA)。Zn-Co-OA多孔二维片状结构是由草酸钴和草酸锌组成的复合物,表面存在由交联纳米片组装形成的类似野草状的物质,材料体现出多孔结构且比表面积为34.64 m~2/g。制备的Zn-Co-OA电极的比电容为1906.50 F/g。组装的Zn-Co-OA//AC电容器,能量密度能够达到24.75Wh/kg,且具有96.97%的电容保持率(在6 A/g时,Zn-Co-OA//AC进行2500次充放电循环后),表现出优秀的能量储存性能。