Ni-MOF/CNT复合材料的制备及其在电容器中的应用开题报告
2021-03-10 23:38:36
1. 研究目的与意义(文献综述)
金属有机框架(metal-organic frameworks,mof)化合物是一类由金属离子或簇与刚性的有机分子配位形成的具有一维、二维或三维结构的、结晶的孔型材料[1]。由于金属有机框架多孔骨架有利于电解质的进入和传送,并且金属离子的暴露可以给电解质提供更多的活性位点,因此它们作为能量储存装置的新型电极材料已经引起了极大的兴趣。它们可以瞬间提供比电池更高的功率密度,并且比常规电容器存储更多的能量,同时它们还具有快速充放电速率,循环使用寿命长和可靠性高等优点,可以满足下一代能量设备的高能量和高功率的输送需求[2]。
sp2杂化的碳元素可以形成多种结构,比如三维的石墨、二维的石墨烯、一维的碳纳米管和零维的富勒烯等[3]。碳纳米管(carbon nanotubes, cnts ) 是1991年制备的[4],为独特的、完美连接的六边形,具有大的长径比、可调控的纳米管腔中空结构,拥有良好的力学(高强度高弹性)、耐腐蚀、电学、热传导性以及生物相容性等优异性能,这些特性使得碳纳米管在气体存储、催化剂、复合材料、生物传#8209;感等领域有着广泛的应用前景[5]。按照管壁层数的不同,碳纳米管分为单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotube,简称swcnt)、双壁碳纳米管(double-walled carbon nanotube,简称dwcnt)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube,简称mwcnt) [6]。
2. 研究的基本内容与方案
本课题的研究(设计)的基本内容:
(1)制备以ni为金属中心,苹果酸和4,4′-联吡啶为配体的金属有机骨架复合物;
(2)将cnt与ni-mof复合,通过控制掺杂cnt的质量比,得到一系列ni-mof / cnt复合材料,并用xrd、sem、红外等对材料进行表征;
3. 研究计划与安排
第1—2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需药品、仪器。确定方案,完成开题报告;
第3 —14周:按研究方案开展实验,并结合实际情况进行优化和改进;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]黄金萍. 金属有机框架(mof)化合物的合成及催化水介质清洁有机反应的研究[d]. 上海师范大学, 2013.
[2] wen p, gong p, sun j, et al. design and synthesis of ni-mof/cnt composites and rgo/carbon nitride composites for an asymmetric supercapacitor with high energy and power density[j]. journal of materials chemistry a, 2015, 3(26):13874-13883.
[3]祝先. 碳纳米管(cnt)增强铝基复合材料的粉末冶金法制备及其力学性能[d]. 吉林大学, 2016.