基于金属有机框架材料的电极材料在超级电容器中应用研究

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1、中图分类号：TB332学校代码:10856学号:M040112117硕士学位论文Master’sThesis论文题目基于金属有机框架材料的电极材料在超级电容器中应用研究材料物理与化学专业髙艺笼作者姓名唐博合金指导教师完成日期2014年12月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰与过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人

2、完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：>1!；年•^月曰上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：指导教师签名曰期：年I月I

3、#曰期年3月/7a中图分类号：TB332学校代码：10856学号：M040112117上海工程技术大学硕士学位论文基于金属有机框架材料的电极材料在超级电容器中应用研究作者姓名：高艺茏指导教师：唐博合金专业：材料物理与化学学院：化学化工学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：余兆祥单永奎答辩委员会主席：余兆祥成员：门勇赵家昌UniVersityCode：10856StudentID:M040112117THEAPPLICATIONOFELECTRODEMATERIALSBASEDONMETAL

4、-ORGANICFRAMEWORKINSUPERCAPACITORSCandidate:GaoYilongSuperVisor:TangBohejinMajor:MaterialPhysicsandChemistryCollegeofChemistryandChemicalEngineeringShanghaiUniVersityofEngineeringScienceShanghai，P.R.ChinaDecember，2014基于金属有机框架材料的电极材料在超级电容器中应用研究摘要超级电容器是一种高效、

5、实用的能量储存设备，它具有高比电容、寿命长、工作温度范围宽、免维修等优点。超级电容器的电化学性能取决于电极材料的性能。活性炭材料由于其价格便宜、制备简单、电化学稳定性高等优点，是最先被应用于超级电容器的电极材料。近年来，金属氧化物、导电高分子等材料也越来越引起人们的注意。金属-有机配位聚合物（MOFs）是一种新型的多孔材料，它不但比表面积高，而且在结构中包含有活性过渡金属离子或原子簇，这些特征使其在高性能超级电容器中有很大的应用潜力。近年来，只有少数的MOFs材料作为超级电容器电极材料应用于超级电容器中。本

6、文选取了ZIF-8和ZIF-67两种MOF材料，并将它们作为载体分别负载其他活性物质制备复合材料，通过XRD，傅立叶红外光谱，氮气等温吸附脱附曲线，扫描电子显微镜，透射电子显微镜等手段进行结构表征，并在水系电解液中进行了诸如循环伏安法，计时电位法、电化学阻抗和循环寿命等电化学表征。论文的主要研究内容如下：（1）ZIF-8和ZIF-67首次作为电极材料在水性电解液体系的超级电容器中应用，在6MKOH电解液中，由循环伏安曲线可以看出，电极材料表现出了良好的可逆性-1-1和较高的电化学活性，在5mVs扫描速率下，

7、比电容分别达到96和65Fg；对于ZIF-8，在未添加额外碳源的情况下，通过对其在723K氮气下煅烧比电容能达到185-1Fg。2-2-2-2-（2）分别制备了系列固体超强酸SO4/TiO2、SO4/SnO2、SO4/ZrO2、SO4/Fe2O3，-1将它们作为电极材料用于超级电容器中，以0.5M的H2SO4溶液为电解液，在5mVs-1-1-1-1扫描速率下比电容可达到30Fg、19Fg、21Fg、28Fg。（3）ZIF-8是一种优秀的载体，可以作为主体负载其他更多的活性物质作为超级电容器电极材料来提高活性

8、物质本身的电化学性能，本文中分别制备了二氧化锡量子点、非晶态NI-B合金、Ni2CO3(OH)2，将ZIF-8作为载体分别对它们进行负载制备复合材料并将其作为电极材料，在6MKOH电解液中表现为氧化还原赝电容，在5mVI-1-1-1-1s扫描速率下复合材料的比电容可达到931Fg、866Fg、851Fg，远高于二氧-1-1-1化锡量子点、非晶态NI-B合金、Ni2CO3(OH)2的241Fg、563Fg、668F