MOFs衍生多孔碳/MnO2复合材料及其在超级电容器中的应用

论文摘要

利用高比表面积、大孔隙率金属有机骨架材料（metal-organic frameworks, MOFs）作为牺牲模板,制备了MOFs（ZIF-8）衍生多孔碳材料（PCs）,以其作为导电基底,在表面生长金属氧化物MnO2,获得MnO2/PCs复合材料并将其应用在超级电容器中.制备的复合材料具有良好的电化学电容性能,在三电极体系中,1 A·g-1的电流密度下比电容可达199 F·g-1,经过2 000次充放电循环后,比电容仍能保持初始值的80%.使用MnO2/PCs复合材料作为正极,PCs作为负极,组成的非对称型电容器MnO2/PCs//PCs具有优异的电化学储能性能,在950 W·kg-1的功率密度下,能量密度高达10.16 Wh·kg-1;而且当功率密度上升为9 500 W·kg-1时,能量密度仍可以保持4.48 Wh·kg-1.

论文目录

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

1.2 实验过程

1.2.1 ZIF-8的制备

1.2.2 金属有机框架衍生多孔碳材料（PCs）的制备

1.2.3 MnO2/PCs复合电极材料的制备

1.3 电化学性能测试

2 结果与讨论

2.1 结构表征

2.1.1 FE-SEM和TEM结构表征

2.1.2 XRD分析

2.1.3 Raman分析

2.1.4 BET分析

2.2 电化学性能

2.2.1 循环伏安（CV）测试

2.2.2 恒电流充放电（GCD）分析

2.2.3 交流阻抗（EIS）分析

2.2.4 循环稳定性测试

2.3 MnO2/PCs//PCs非对称型二电极系统电化学性能测试

2.3.1 循环伏安测试

2.3.2 恒电流充放电分析

2.3.3 能量密度与功率密度

3 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 胡中爱,王倩,张全彩,李志敏

关键词: 金属有机骨架材料,多孔碳材料,复合材料,超级电容器

来源: 西北师范大学学报(自然科学版) 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,电力工业

单位: 西北师范大学化学化工学院生态环境相关高分子材料教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金资助项目(20963009,21163017,21563027,21773187),甘肃省自然科学基金资助项目(17JR5RA080)

分类号: TB33;TM53

DOI: 10.16783/j.cnki.nwnuz.2019.02.013

页码: 73-80

总页数: 8

文件大小: 2792K

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MOFs衍生多孔碳/MnO2复合材料及其在超级电容器中的应用

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