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Chinese Journal of Catalysis 2020年第12期41卷 1894-1905页

作者： Peidong Su Junke Zhang Ke Xiao Shen Zhao Ridha Djellabi Xuewei Li Bo Yang Xu Zhao College of Chemistry and Environmental Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060GuangdongChina Key Laboratory of Drinking Water Science and Technology Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesBeijing 100085China Department of Civil and Environmental Engineering Jackson State UniversityJacksonMS 39217USA

Uniformly distributed single layer of zif67-derived C3N4(zif67-C3N4)was synthesized and applied to the photocatalytic degradation of methylene blue(MB)under visible *** indicated that the obtained zif67-C3N4 has a maximum specific surface area of 541.392 m^2/g,which is much larger than that of raw C3N4 of 97.291 m^2/*** investigation of C3N4 amount involved in zif67-C3N4 on the photoactivity revealed that 2.57 g zif67 with 0.3 g C3N4,which named zif67-C3N4(0.3)exhibited superior photocatalytic *** than 90%of MB at 10 mg/L was degraded within 70 min with the addition of 0.01 g zif67-C3N4(0.3),while this time required for raw C3N4 was over 140 *** effects of pH of solution,initial concentration of MB and dosage of C3N4 in zif67-C3N4 composites on the photocatalytic efficiency for MB degradation were also *** experiments indicated that the photo-induced holes(h^+)and superoxide radicals(O2-·)were mainly responsible for MB *** is anticipated that the insertion of zif67 nanoparticles not only increases the adsorption capacity of C3N4 but also promotes the generation and migration of the photo-induced active species.

关键词： Metal organic frameworks Photocatalysis C3N4 zif67 Visible light

zif67衍生碳基复合材料及其抑制多硫化物穿梭效应研究

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ZIF67衍生碳基复合材料及其抑制多硫化物穿梭效应研究

作者：付中华江苏大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车和新型电子设备的快速发展,工业界对于续航里程和运行时间的要求越来越高。目前的电池体系,由于产品价格和容量有限等问题,已经满足不了市场的需求。作为前沿储能体系的产品,锂硫(Li-S)电池在理论上具有高比能量(2600 Wh ... 详细信息

随着新能源汽车和新型电子设备的快速发展,工业界对于续航里程和运行时间的要求越来越高。目前的电池体系,由于产品价格和容量有限等问题,已经满足不了市场的需求。作为前沿储能体系的产品,锂硫(Li-S)电池在理论上具有高比能量(2600 Wh kg)和低成本等特点。但是,Li-S电池在工作过程中伴随的“穿梭效应”,会造成锂枝晶的生成和活性物质不可逆损失。因此,本论文提出了三种基于zif 67衍生的不同结构Co、N掺杂多孔碳基复合材料,制备为隔膜改性层后,用于抑制“穿梭效应”。具体的工作内容如下:在传统导电碳对于多硫化物具有物理吸附的基础上,我们在水溶液中合成了zif67/KB复合前驱体材料,碳化后得到了具有Co、N活性位点的导电多孔碳材料,并将其制备为PE隔膜的涂层。研究结果表明,Co-N/KB隔膜涂层提高了电子电导,促进了锂离子迁移速率。此外,改性隔膜在发挥物理阻挡作用的同时,Co、N掺杂对于多硫化物也提供了化学吸附和催化转化的作用。因此,相比于KB改性隔膜和PE隔膜,Co-N/KB改性隔膜更适用于高硫负载Li-S电池。基于上述的前驱体制备工艺,将zif 67外延生长在zif 8的表面,经过高温碳化后得到了Co-N-C中空纳米笼结构材料,并且外壳表面自生长了大量的石墨化碳纳米管。Co-N-C材料作为隔膜涂层,可以通过物理结构将多硫化物阻挡在隔膜与正极之间,而且内部大量的Co、N掺杂可以通过化学作用促进多硫化物的转化,外壳表面的碳纳米管还能够提供反应过程中电子的快速通道。电流密度为1 C时,高硫负载(4.7 mg cm)电池使用Co-N-C改性隔膜后,循环超过400次还可以释放425 m Ah g的高容量。归因于Co-N-C中空纳米笼的物理结构和活性位点对于多硫化物的协同作用,让Li-S电池在高硫负载和高倍率的测试条件下依然具有优异的性能。研究过程中发现,上述的zif 8@67前驱体材料经过高温回流和硫化条件,外部的zif67转化为一层外壳,高温碳化后得到双核壳结构的Zn S@Co-N-C。在Co-N掺杂增加多硫化物转化速率的基础上,Zn S的引入对多硫化物提供更强的化学吸附力。独特的双核壳结构可以增加隔膜对于电解液的浸润性,减少锂离子的迁移阻力。因此,Li-S电池在正极负载3 mg cm和电流密度1 C条件下,可以稳定循环超过530次。

关键词： Li-S电池改性隔膜 zif67 穿梭效应

Reasonable Designing of Free-standing MnO_(2)/Graphene Composite Membrane for Lithium-ion Storage

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Chemical Research in Chinese Universities 2024年第3期40卷 508-512页

作者： SHI Junye YU Chenxi ZOU Zewei ZHENG Shumin ZHANG Xing WANG Bao Institute of Refrigeration and Cryogenics Shanghai Jiao Tong University Shanghai 200433P.R.China State Key Laboratory of Biochemical Engineering Institute of Process EngineeringChinese Academy of SciencesBeijing 100190P.R.China Key Laboratory of Biopharmaceutical Preparation and Delivery Institute of Process EngineeringChinese Academy of SciencesBeijing 100190P.R.China CAS Key Laboratory of Molecular Nanostucture and Nanotechnology Institute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190P.R.China

Free-standing membranes show extraordinary promise in energy storage applications,however are usually limited by low capacity and poor rate ***,we assembled a series of free-standing MnO_(2)/GO composite membranes with zif67 particles embedded between two-dimensional(2D)*** particle size of zif67 can be adjusted to achieve tunable interlayer *** lithium storage performance of the as-obtained membranes with different interlayer spaces was systematically *** MnO_(2)/GO composite membrane embedded with zif67 particles with an average diameter of 30 nm(denoted as MnO_(2)/nzif67/GO)delivers a good long cycling performance,and it retains a capacity of 340.7 mA·h·g^(−1) after 400 cycles at 0.05 A/*** MnO_(2)/GO composite membrane embedded with zif67 particles with an average diameter of 500 nm(denoted as MnO_(2)/mzif67/GO)exhibits good rate *** of the size of the zif67 particles,the performance of the membrane containing zif67 is significantly better than that of the membrane without zif67,indicating that the zif67 particles can enhance the lithium storage performance of the assembled *** work provides a method to fabricate a free-standing membrane for lithium storage with tunable electrochemical performance.

关键词： Lithium-ion battery Membrane Free-standing zif67

四种负热膨胀材料对Si基锂离子电池电化学性能和安全性的影响研究

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四种负热膨胀材料对Si基锂离子电池电化学性能和安全性的影响研究

作者：敬娜娜四川大学

学位级别：硕士

硅(Si)具有很高的理论容量,但在应用方面仍面临着严峻的体积变化以及低导电率等挑战。本文从限制Si负极的体积效应和强化离子、电子传输等两方面入手,采用负热膨胀(NTE)材料钨酸锆、3种金属有机框架材料(MOFs)对Si进行改性研究,结合电... 详细信息

硅(Si)具有很高的理论容量,但在应用方面仍面临着严峻的体积变化以及低导电率等挑战。本文从限制Si负极的体积效应和强化离子、电子传输等两方面入手,采用负热膨胀(NTE)材料钨酸锆、3种金属有机框架材料(MOFs)对Si进行改性研究,结合电化学测试性能和多种表征结果分析了其改性机制,获得的主要研究成果如下:(1)采用ZrWO对Si进行改性,通过原位吸收Si产生的热量减小电极体积变化。在不同的复合比例中,2 wt.%的ZrWO样品SZ2表现出最佳的结构完整性、电化学性能和安全性,且随着电流密度或温度的升高,性能提升更加明显。SZ2在2 A g的电流密度下循环50次后的放电比容量仍可以达到1187.2 m Ah g,100次后保持在643.4 m Ah g,与Si相比分别提高了213.8%和195.3%。当电流密度增加到2和4 A g时,仍然能保持1322.9和757.5 m Ah g的比容量,远高于Si。此外,SZ2在60℃、2 A g的电流密度下循环50次后放电比容量仍保持930.6 m Ah g,较纯Si提高了219.0%,SZ2电极的应变比Si电极的应变降低了55%。根据多种表征结果分析得出了ZrWO对Si的增强机理:一方面,DSC分析得出ZrWO使Si呈现出独特的吸热峰,并且具有负热膨胀性能的ZrWO能通过原位吸收电池在充放电过程中的热而体积缩小,从而有效调节了Si脱嵌锂过程中产生的巨大体积效应;另一方面,ZrWO在充放电过程中改善了Si和电解液之间的界面行为,保持了稳定的SEI膜,降低了电池内阻。因此,ZrWO能有效提高Si负极的电化学性能和安全性能。(2)由于ZrWO的低电导率和不具有电化学活性,所以只能在一定程度上抑制容量衰减。要想进一步提升容量保持率,硅碳复合材料仍是最佳的解决方法。MOF具有出色的机械稳定性和热稳定性,并且绝大多数MOF具有NTE性能,故本章节采用了一种钛基MOF材料NH-MIL-125(Ti)对Si进行改性。通过溶剂热法和热解法原位制备了一种三维硅基负极(Si@C-NM125):由钛基MOF(NH-MIL-125(Ti))衍生出的钛和氮共掺杂的多孔碳壳封装Si,并且探究了最佳合成条件,当Si添加量为0.025 g所制备的Si@NH-MIL-125前驱体在600°C下碳化3 h合成的Si@C-NM125样品S2表现出最优异的电化学性能。在25°C、1 C倍率下的首次放电比容量为693.2 m Ah g,循环100圈后的放电比容量提升到了784.5 m Ah g,而在60°C、1 C倍率下循环50次后的放电比容量仍保持有844.9 m Ah g,容量保持率达到了88.6%,同时S2应变相比Si整体下降了80.8%。主要是因为纳米Si颗粒成功封装在MOF(NH-MIL-125)衍生的钛、氮共掺杂碳框架中:特殊的三维结构能抑制Si纳米颗粒在循环过程中产生大的体积效应;衍生的Ti O在提供部分容量的同时有利于维持电极结构稳定;S2具有较高的比表面积和介孔结构,为Li和电子传输提供了更快速的转移通道和更多的活性位点;并且循环过程中SZ2生成了富含Li F的稳定SEI膜,能有效抑制电解液的分解。(3)鉴于钛基MOF(NH-MIL-125(Ti))的合成成本较高,本章节选取更常见的MOF材料用来改性Si负极。由于Co的氧化物(CoO)具有电化学活性,所以采用zif67对Si进行改性(zif67)。但是zif67粒径较大,又选取了粒径较小的zif8对Si负极进行改性(Szif8)。通过溶剂法和高温热解法成功地原位合成了Szif67和Szif8的复合材料。结果发现,Szif8展现了比Szif67更优异的电化学性能。在电流密度分别为0.2 C、0.5 C、1 C和2 C下,Szif8的放电比容量分别为532.6、473.6、417.7和369.5 m Ah g,当电流密度恢复到0.2C时,放电比容量仍然可以恢复到477.5 m Ah g,Szif8在100次循环后放电比容量为312.1 m Ah g,容量保持率为68.7%。而在60°C、1 C倍率下循环50次后Szif8放电比容量由524.0 m Ah g下降到361.0 m Ah g,容量保持率为68.9%,同时高温循环应变相比纯Si显著下降。主要是因为Szif8独特的蜂窝状结构相比于Szif67具有更大的比表面积,更能有效促进电子和Li的运输,增加更多的反应活性位点;同时在循环过程中能够保持结构稳定,维持稳定的SEI膜,从而表现出更佳的电化学性能。基于以上研究成果,为提高Si负极的电化学性能和安全性提供了新的改性方法,同时对其他能源材料的改性研究具有一定的借鉴意义。

关键词： Si ZrW2O8 NH2-MIL-125(Ti) zif67 zif8 改性电化学性能安全

CNT@CoSx/NiCo-LDH纳米复合材料的制备及其超级电容器性能研究

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CNT@CoSx/NiCo-LDH纳米复合材料的制备及其超级电容器性能研究

作者：肖翠翠中国矿业大学

学位级别：硕士

随着化石能源的过渡消耗,开发电化学性能优异的纳米电极材料来实现高效率的能源转化和储存具有重要的实际意义。但在高倍率多循环的实际使用情况下,由于它较差的导电性以及结构的不稳定性使其受到应用限制。金属有机骨架化合物(MOF)具... 详细信息

随着化石能源的过渡消耗,开发电化学性能优异的纳米电极材料来实现高效率的能源转化和储存具有重要的实际意义。但在高倍率多循环的实际使用情况下,由于它较差的导电性以及结构的不稳定性使其受到应用限制。金属有机骨架化合物(MOF)具有种类多、孔隙可调以及比表面积大等优势,将MOF材料衍生的硫化物和氢氧化物结合起来能很好地提高材料结构的稳定性,它在用于高性能电化学储能电极材料的研究成为人们关注的热点。本文采用具有稳定结构的沸石咪唑类钴基金属有机骨架(zif67)作为模板和前驱体,将其与导电性良好的碳纳米管(CNT)复合制备CNT@zif67、CNT@Co S和CNT@Co S/Ni Co-LDH纳米复合材料,实现复合材料结构和组成的可控合成,并且充分利用三种化合物之间的协同互补效应,逐步提高其作为超级电容器电极材料的电化学性能。(1)采用简单的机械搅拌法将不同比例的CNT与zif67进行混合,合成CNT@zif67纳米复合材料。探究了CNT和zif67的质量比对CNT@zif67复合材料的形貌和电化学性能的影响。结果表明:在三电极体系下,m(CNT):m(zif67)为1:2时制备的CNT@zif67作为电极材料,在电流密度为1 A g时的比电容量达到782.7 F g。(2)采用水浴回流法对CNT@zif67进行硫化,得到CNT@Co S纳米复合材料。探究了硫化剂用量和硫化时间对CNT@Co S纳米复合材料的形貌和电化学性能的影响。结果表明:在三电极体系下,硫化剂硫代乙酰胺用量为24 mg、硫化时间为1.5 h时制备的CNT@Co S作为电极材料的比电容量达到2107.0 F g(电流密度为1 Ag),较CNT@zif67材料的比容量有显著的提升,并且循环性能和能量密度较CNT@zif67材料有很大的提升。(3)采用刻蚀沉淀法对CNT@Co S纳米复合加镍,得到CNT@Co S/Ni Co-LDH纳米复合材料。探究了镍源用量对CNT@Co S/Ni Co-LDH纳米复合材料的形貌和电化学性能影响。结果表明:在三电极体系下,镍源六水硝酸镍添加量为100 mg时制备的CNT@Co S/Ni Co-LDH作为电极材料的比电容量高达2794.6 F g(1 A g的电流密度),比电容量较CNT@Co S材料有了显著的提升,并且循环性能和能量密度较CNT@Co S材料有了很大的提升。本论文有图75幅,表5个,参考文献104篇。

关键词：超级电容器硫化钴 CNT zif67 电化学性能

基于金属有机框架复合碳材料的制备及其电化学性能的研究

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基于金属有机框架复合碳材料的制备及其电化学性能的研究

作者：张俊凡河北工业大学

学位级别：硕士

近年来科研学者发现,具有极高能量密度(2600 Wh/kg)和理论比容量(1675m Ah/g)的锂硫电池有望成为下一代能量存储系统之一。但锂硫电池的实际应用仍受到诸多困难的阻碍,其中包含活性物质硫较差的导电性,中间产物多硫化锂(LPS)的穿梭效应... 详细信息

近年来科研学者发现,具有极高能量密度(2600 Wh/kg)和理论比容量(1675m Ah/g)的锂硫电池有望成为下一代能量存储系统之一。但锂硫电池的实际应用仍受到诸多困难的阻碍,其中包含活性物质硫较差的导电性,中间产物多硫化锂(LPS)的穿梭效应以及硫锂化过程的体积膨胀。针对以上问题,本论文从锂硫电池正极载体材料的改性以及夹层材料的设计出发,采用喷雾干燥法,自然沉降法和化学气相沉积法合成多功能沸石咪唑酯骨架-67(zif67)、石墨烯、碳纳米纤维(CNF)复合材料(CZ@r)和钴掺杂碳纳米纤维(Co-CNF@CF)夹层材料,研究其制备方法和性能。探究不同载硫量对于正极材料结构的影响,并对其电化学性能进行了深入研究,为锂硫电池的应用研究提供了重要参考。(1)本文采用喷雾干燥法制备出zif67石墨烯复合材料,采用化学气相沉积技术获得含碳纤维的红毛丹状CZ@r载体材料,再经过高温处理后形成负载Co纳米颗粒/多级孔径的微球结构,还原后的石墨烯和丰富的碳纤维协同作用保证了CZ@r材料的结构稳定,极大地提高电极了的循环寿命和导电性能,丰富的Co、N元素掺杂增强了载体材料的吸附能力,有效改善了电极的电化学性能,在0.2 C的电流密度下具有1223.0 m Ah/g的放电比容量。(2)研究了硫的载量对S-CZ@r电化学性能的影响,当负载活性物质和载体材料质量比为1:3时,复合材料的电化学性能最佳,100次循环之后,其放电比容量稳定在967.5 m Ah/g。(3)选用zif67和碳纤维为前驱体,采用自然沉降法合成了zif67@CF夹层,以zif67@CF为模板,利用化学气相沉积法制备了碳纳米纤维与Co、N共掺杂的Co-CNF@CF夹层材料。Co、N的存在可固定兼吸附电解液中的多硫化锂,提高活性物质利用率。对比分析几种夹层材料的性能,结果显示,Co-CNF@CF夹层材料所得电极材料具有良好的高放电容量和循环稳定性,在0.2C时首次放电比容量高达1268.2 m Ah/g,100次循环之后的库伦效率保持在100%。

关键词：锂硫电池正极材料夹层材料石墨烯 zif67

B掺杂g-C3N4纳米片光解水析氢性能的研究及改性

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B掺杂g-C3N4纳米片光解水析氢性能的研究及改性

作者：黄汇川太原理工大学

学位级别：硕士

石墨相氮化碳（g-CN）具有合适的带隙、优异的热稳定性、化学稳定性和光催化稳定性,而在光催化领域中展现出巨大的优势。然而,直接聚合的g-CN由于其有限的可见光吸收范围、小的比表面积、较少的活性位点和光生载流子的快速重组限制了其... 详细信息

石墨相氮化碳（g-CN）具有合适的带隙、优异的热稳定性、化学稳定性和光催化稳定性,而在光催化领域中展现出巨大的优势。然而,直接聚合的g-CN由于其有限的可见光吸收范围、小的比表面积、较少的活性位点和光生载流子的快速重组限制了其实际应用。对g-CN进行维度调控、掺杂以及与其它材料构建异质结,能够有效提高g-CN的光催化性能。本论文通过混合煅烧硼酸与三聚氰胺原位合成B掺杂g-CN,进一步通过热剥离法制备了B掺杂g-CN纳米片,并在此基础上分别与zif67和Mo-MOF衍生的Mo S构筑异质结,实现了可见光吸收的增强和光生载流子的有效分离,有效提升了材料的光催化分解水析氢能力。主要工作包含以下三部分:（1）通过对硼酸和三聚氰胺的混合煅烧制备了B掺杂g-CN。在此基础上,进一步采用热剥离法制备了B掺杂g-CN纳米片,与普通热聚合制备的g-CN相比,呈现出松散分散的结构。其中最佳B掺杂量的g-CN纳米片（BCN-0.26）的光催化析氢速率达到了1297μmol gh,分别达到了g-CN纳米片（CN）和块状g-CN（g-CN）的2.2倍和5.9倍。光催化性能的提升归因于比表面积和孔隙容量的增加以及B掺杂之间的共同作用。其中比表面积和孔隙容量的增加暴露出更多的活性位点,并且在反应过程中能够沉积上更多的Pt粒子。而B掺杂能够降低CN的禁带宽度与电子激发所需要的能量,使g-CN获得更优异的可见光吸收能力和更长的光生载流子寿命。（2）通过混合zif67与最佳光催化性能的BCN-0.26（BCN）,并充分研磨制备了zif67/BCN-X复合光催化剂。轻薄的BCN纳米片均匀包覆在zif67表面,复合后材料的形态保持完整。zif67大的比表面积和孔隙体积为BCN的加载提供了更多的复合面积,同时zif67在可见光区域独特的光吸收改善了BCN的可见光吸收能力。两者复合后形成了Ⅱ型异质结,有效地利用两者产生的光生电子来驱动H的光还原。最佳复合量的zif67/BCN-0.15的光催化析氢速率达到3392μmol gh,分别为zif67和BCN的15.3倍和2.6倍,采用相同的方法制备了zif67/CN-0.15光催化剂,相同测试条件下的光催化析氢速率仅为1385μmol gh,远低于zif67/BCN-0.15,这是由于B掺杂使BCN获得了比CN更高的导带（CB）电位,可以与zif67间形成更大的CB电位差,进而使光生电子在两者CB间的转移获得更大的驱动力,因此表现出了显著增强的光催化性能。（3）以Mo-MOF为模板,成功制备出棒状MoS（M-MoS）,与传统水热法制备的Mo S相比,M-Mo S拥有显著增强的光催化析氢性能,同时特殊的棒状结构还为BCN的加载提供了有效的复合面积,除此之外M-Mo S在可见光和近红外区域的光吸收,改善了BCN的可见光吸收能力。通过分析复合材料光生载流子的传输路径和纳米片包覆棒状的结构可以得出,BCN CB上的电子在传输到M-Mo S的CB后,棒状结构能够作为传输通道加快电子的转移快速参与还原反应,而位于M-Mo S价带（VB）上的空穴能够转移到BCN上,迅速被三乙醇胺消耗,实现了光生载流子的有效分离,得到了具有优异光催化性能的异质结构。

关键词： g-C3N4纳米片 B掺杂 zif67 Mo-MOF MoS2 复合材料光催化分解水

δ-MnO2/NRGO电极材料的可控制备及超电容特性研究

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δ-MnO2/NRGO电极材料的可控制备及超电容特性研究

作者：赵伟合肥工业大学

学位级别：硕士

超级电容器是一种有效而实用的储能器件,锰基超级电容器拥有优越的超电容性能,在新能源材料及能源存储应用领域极具发展前景。本文采用溶剂热法以对苯二胺为氮源在氧化石墨烯(GO)中掺杂入氮元素,得到氮掺杂改性的石墨烯,改变了材料的电... 详细信息

超级电容器是一种有效而实用的储能器件,锰基超级电容器拥有优越的超电容性能,在新能源材料及能源存储应用领域极具发展前景。本文采用溶剂热法以对苯二胺为氮源在氧化石墨烯(GO)中掺杂入氮元素,得到氮掺杂改性的石墨烯,改变了材料的电化学活性,提高了导电性;通过水热法在改性石墨烯表面均匀生长有序的Mn O纳米片结构,降低了Mn O的内阻,同时避免了石墨烯片层之间的相互堆积;采用水热法在新型电极材料zif67中引入Mn元素,得到了三维核壳结构的Mn-zif67电极材料。系统探究了结构组成、元素掺杂对电极材料超电容特性的影响。将所制备的电极材料组装成非对称超级电容器器件以评估在实际应用中的效果。本文的主要研究结果如下:(1)利用对苯二胺对氧化石墨烯进行官能化,作为生长均匀Mn O纳米结构的基底。通过简单的水热法合成了δ-Mn O/NRGO复合材料。在此,对苯二胺不仅用作改性石墨烯的氮源,并且发挥了“锚定”Mn O的作用。通过SEM,TEM,XRD,FT-IR和XPS等手段表征δ-Mn O/NRGO纳米复合材料。研究对比了添加NH-RGO前后纳米复合材料的电化学性能。测试结果表明,δ-Mn O/NRGO在5 m V s扫描速率时显示出优异的比电容(299.5 F g)和优异的循环稳定性(8000次循环充放电后电容保留率为97.8%)。该性能的提升主要归因于特定的纳米结构以及氮元素的掺杂,NH-RGO的加入为Mn O提供了更多的活性位点并促进了电荷转移,两者协同作用大大提高了电极材料的电化学性能。(2)基于δ-Mn O/NRGO复合电极材料,在具有超大比表面积的新型电极材料zif67中通过水热法掺杂Mn元素,得到双金属原子为中心的Mn-zif67电极材料。对该材料的形貌结构和性能进行表征测试,结果表明,该材料具有超薄的二维纳米片与中心骨架组成的三维核壳结构,在1 A g的电流密度下表现出257 F g的高比电容,经过10000次的循环充放电后的比电容仍达到初始值的95.3%。良好的性能归因于掺杂的Mn降低了材料本身的内阻,材料表面的二维纳米片壳层在加速电荷和离子传输方面发挥了重要作用。(3)将δ-Mn O/NRGO和Mn-zif67电极材料分别组装成为非对称超级电容器器件,研究两种电极材料在实际应用方面的效果。结果表明,δ-Mn O/NRGO//AC器件的工作电压窗口可以拓宽至0-1.8 V,在功率密度为242W kg时的能量密度高达24.2 Wh kg,同时表现出良好的倍率性能;Mn-zif67//AC器件可在电压窗口为0-1.4 V下正常工作,在功率密度为191.57 W kg时,能量密度达14.9 Wh kg。基于两种不同电极材料所组成的超级电容器器件都表现出大电压窗口和良好的能量密度,是具有良好应用前景的电极材料。

关键词： MnO2 NRGO zif67 超级电容器