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《重庆大学》 2018年
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MOF及其衍生的金属氢氧化物在超级电容器方面的应用

曹菲菲  
【摘要】:超级电容器(Supercapacitor)作为一种新型的储能器件,以其安全性好、电容密度高、循环寿命长等突出优点备受关注。基于充放电原理的不同,可将超级电容器分为双电层电容器和赝电容器两类。相比于双电层电容器,赝电容器具有更高的电荷储存能力,可达到储能设备的高性能要求,因此成为可选择的储能设备。在种类繁多的电极材料中,金属氢氧化物由于具有导电性高、成本低廉、合成简单、来源丰富且高赝电容等优良性质,被认为是理想的高性能超级电容器电极材料。金属有机骨架化合物(MOFs)是由过渡金属离子和有机配体自组装形成的一类新型材料,具有孔结构优良、比表面积高、结构易调控等特性,被广泛应用于气体吸收、高效催化剂、药物载体等领域。近年来,MOFs在超级电容器领域的应用被广泛关注并报道。本文致力于构建MOFs及其衍生的金属氢氧化物,并测试其在超级电容器领域的应用。主要研究内容如下:(1)采用水热法合成片状和球形的Ni-MOF,并以这两种形貌的Ni-MOF为前驱体制备片状和球形的Ni(OH)_2,探讨其作为超级电容器电极材料的电化学性能。CV,GCD,EIS测试结果表明,球形的Ni(OH)_2表现出优异的比电容和良好的循环稳定性,同时电阻较小,有望成为理想的超级电容器电极材料。(2)设计并合成了双金属Co-Ni-MOF,在碱性溶液中搅拌处理,制备双金属氢氧化物(LDH),并将其用作超级电容器电极材料。电化学测试结果表明,LDH表现出超高的比电容和良好的循环稳定性,当电流密度为1 A g~(-1)时,其比电容高达1265 F g~(-1)。电流密度增加至10 A g~(-1)时,LDH的比电容仍达到了710 F g~(-1),保持此电流密度不变,LDH循环1000圈后,其比电容保留为第一圈的84%,同时,LDH的电阻也更小。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB34;TM53

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