孟宪赫:基于新型金属有机框架材料衍生结构的表征与储能应用研究论文

孟宪赫:基于新型金属有机框架材料衍生结构的表征与储能应用研究论文

本文主要研究内容

作者孟宪赫(2019)在《基于新型金属有机框架材料衍生结构的表征与储能应用研究》一文中研究指出:金属有机框架材料(MOFs)是由有机配体和金属或金属簇通过配位键连接在一起所形成的一类新型晶体材料,近年来越来越受到广泛的关注。另外,相对于传统复杂且不易受控的合成过程,金属有机框架材料可以通过合理调控自发地衍生出多种功能性的结构如多孔碳材料、金属氧化物及其复合材料等,这些衍生结构也能继承金属有机框架材料很多的优点并表现出新颖性。金属有机框架材料及其衍生结构往往具有多孔性、高比表面积、结构可调性强等优点,都能在气体吸附分离、催化和能源储存及转化等方面有着非常广泛的应用。本文致力于研究新型金属有机框架材料以及其衍生结构的制备与结构表征,并详细地研究了衍生结构作为能源储存材料方面的应用。我们成功制备出了新型的双金属有机框架材料Ni(Ⅱ)-MOF-5以及棒状的稀土铈金属有机框架材料Ce-BTC,特别是首次报道了利用溶剂热法制备出了微米级棒状Ce-BCT(ST)。同时,我们利用双金属有机框架材料Ni(Ⅱ)-MOF-5简单地制备出两种多孔复合材料Ni@C;而且我们还以两种棒状的Ce-BTC作为前驱体材料,两步焙烧法制备出同样具有棒状形貌的Ce02@C复合材料,该材料为CeO2基体中散布着部分石墨化碳的结构。经过大量结构的表征分析,新型材料Ni@C显示具备良好的结构特性如分级多孔性、高比表面积、组分均匀性和纯粹性等,在储能领域有应用的潜力,所以我们对该材料做了储氢和超级电容器相关的研究。LiBH4是一种非常有前景的轻质储氢材料,其理论质量储氢密度达到18.5 wt%,把衍生结构掺杂到LiBH4中,Ni@C-1中的多孔碳结构对LiBH4起到的纳米限域作用以及Ni金属纳米颗粒催化作用的协同效应最佳,对LiBH4起始放氢温度的降低和放氢动力学性能都有很大的改善。同时,衍生结构Ni@C-2中具有大量均一而细小的Ni金属纳米颗粒,结构中还存在许多洋葱石墨壳层的分布,表现出较高的石墨化程度,使得其电极材料在不同电流密度下得到很好的电容保持率和循环寿命稳定性,体现出理想的双电层电容EDLC ·的特性。制备的新型复合材料Ce02@C表现出规则的棒状形貌,同样具有很强的功能性,其中Ce02@C(ST)材料中具有分级的介孔结构而且含有较多的石墨化碳结构使得离子扩散能力和电子转移能力增强,其电极材料表现出很好的导电性,从而得到了优异的赝电容电化学性能。

Abstract

jin shu you ji kuang jia cai liao (MOFs)shi you you ji pei ti he jin shu huo jin shu cu tong guo pei wei jian lian jie zai yi qi suo xing cheng de yi lei xin xing jing ti cai liao ,jin nian lai yue lai yue shou dao an fan de guan zhu 。ling wai ,xiang dui yu chuan tong fu za ju bu yi shou kong de ge cheng guo cheng ,jin shu you ji kuang jia cai liao ke yi tong guo ge li diao kong zi fa de yan sheng chu duo chong gong neng xing de jie gou ru duo kong tan cai liao 、jin shu yang hua wu ji ji fu ge cai liao deng ,zhe xie yan sheng jie gou ye neng ji cheng jin shu you ji kuang jia cai liao hen duo de you dian bing biao xian chu xin ying xing 。jin shu you ji kuang jia cai liao ji ji yan sheng jie gou wang wang ju you duo kong xing 、gao bi biao mian ji 、jie gou ke diao xing jiang deng you dian ,dou neng zai qi ti xi fu fen li 、cui hua he neng yuan chu cun ji zhuai hua deng fang mian you zhao fei chang an fan de ying yong 。ben wen zhi li yu yan jiu xin xing jin shu you ji kuang jia cai liao yi ji ji yan sheng jie gou de zhi bei yu jie gou biao zheng ,bing xiang xi de yan jiu le yan sheng jie gou zuo wei neng yuan chu cun cai liao fang mian de ying yong 。wo men cheng gong zhi bei chu le xin xing de shuang jin shu you ji kuang jia cai liao Ni(Ⅱ)-MOF-5yi ji bang zhuang de xi tu shi jin shu you ji kuang jia cai liao Ce-BTC,te bie shi shou ci bao dao le li yong rong ji re fa zhi bei chu le wei mi ji bang zhuang Ce-BCT(ST)。tong shi ,wo men li yong shuang jin shu you ji kuang jia cai liao Ni(Ⅱ)-MOF-5jian chan de zhi bei chu liang chong duo kong fu ge cai liao Ni@C;er ju wo men hai yi liang chong bang zhuang de Ce-BTCzuo wei qian qu ti cai liao ,liang bu bei shao fa zhi bei chu tong yang ju you bang zhuang xing mao de Ce02@Cfu ge cai liao ,gai cai liao wei CeO2ji ti zhong san bu zhao bu fen dan mo hua tan de jie gou 。jing guo da liang jie gou de biao zheng fen xi ,xin xing cai liao Ni@Cxian shi ju bei liang hao de jie gou te xing ru fen ji duo kong xing 、gao bi biao mian ji 、zu fen jun yun xing he chun cui xing deng ,zai chu neng ling yu you ying yong de qian li ,suo yi wo men dui gai cai liao zuo le chu qing he chao ji dian rong qi xiang guan de yan jiu 。LiBH4shi yi chong fei chang you qian jing de qing zhi chu qing cai liao ,ji li lun zhi liang chu qing mi du da dao 18.5 wt%,ba yan sheng jie gou can za dao LiBH4zhong ,Ni@C-1zhong de duo kong tan jie gou dui LiBH4qi dao de na mi xian yu zuo yong yi ji Nijin shu na mi ke li cui hua zuo yong de xie tong xiao ying zui jia ,dui LiBH4qi shi fang qing wen du de jiang di he fang qing dong li xue xing neng dou you hen da de gai shan 。tong shi ,yan sheng jie gou Ni@C-2zhong ju you da liang jun yi er xi xiao de Nijin shu na mi ke li ,jie gou zhong hai cun zai hu duo xiang cong dan mo ke ceng de fen bu ,biao xian chu jiao gao de dan mo hua cheng du ,shi de ji dian ji cai liao zai bu tong dian liu mi du xia de dao hen hao de dian rong bao chi lv he xun huan shou ming wen ding xing ,ti xian chu li xiang de shuang dian ceng dian rong EDLC ·de te xing 。zhi bei de xin xing fu ge cai liao Ce02@Cbiao xian chu gui ze de bang zhuang xing mao ,tong yang ju you hen jiang de gong neng xing ,ji zhong Ce02@C(ST)cai liao zhong ju you fen ji de jie kong jie gou er ju han you jiao duo de dan mo hua tan jie gou shi de li zi kuo san neng li he dian zi zhuai yi neng li zeng jiang ,ji dian ji cai liao biao xian chu hen hao de dao dian xing ,cong er de dao le you yi de yan dian rong dian hua xue xing neng 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京科技大学的孟宪赫,发表于刊物北京科技大学2019-01-16论文,是一篇关于金属有机框架材料论文,衍生结构论文,碳材料论文,储氢论文,电化学性能论文,北京科技大学2019-01-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京科技大学2019-01-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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