基于锌-MOF衍生自掺杂氮多孔炭在超级电容器中的研究

通过简单的水热法工艺制备锌-MOF并调节炭化温度得到自掺杂氮多孔炭ZBTC-T,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附曲线、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对自掺杂氮多孔ZBTC-T的结构进行了表征,说明了微观结构和宏观性能之间的关系。自掺杂氮多孔炭ZBTC-T结合了金属和炭的优势以及保留锌-MOF中的氮原子从而展现出优异的电化学性能,自掺杂氮多孔炭ZBTC-850具有7.98%的高含氮量和735.42 cm;/g的比表面积,在电流密度为1.0 A/g,具有212.9 F/g的优异比电容,经过5000次充放电循环中保持其原始值85.04%,突出良好的倍率性能优势并在高性能方面表现出广阔的应用前景。

MOFs基氮自掺杂多孔炭的可控制备及其电化学性能

为开发高性能超级电容器电极材料,以溶剂热法合成无色金属有机框架化合物(MOFs)材料[Zn_(2)(C_(8)H_(4)O_(4))_(2)(C_(6)H_(12)N_(2))]·4 DMF·0.5 H_(2)O(简称ZDP)作为炭前驱体,采用一步碳化法制备无定型结构氮自掺杂多孔炭(ZDPC-750),并使用X射线衍射分析、拉曼光谱分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附、X射线光电子能谱对ZDPC-750试样进行表征;选用浓度为6 mol/L的KOH溶液为电解液,通过恒电流充放电(GCD)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等方法测定ZDPC-750电极试样的电化学性能。结果表明:ZDPC-750呈包含微孔、介孔和大孔的分级结构,比表面积(BET法)高达1228 m^(2)/g,平均孔径为3.53 nm;当电流密度为1.0 A/g时,ZDPC-750电极的比电容高达175 F/g;当电流密度从1.0 A/g增加到10.0 A/g时,电容保持率为80.4%;即使在1 A/g下GCD循环5000次,电容保持率仍然高达94.74%。