1. 研究目的与意义（文献综述）

剧烈的气候变化、有限的化石燃料储量、能源的安全问题等迫使着研究者们研究和发展能够进行能量转换和存储的新能源和新技术^[1-2]。近几十年来，科技在不断的进步发展，生活水平在不断提高，人类对电动汽车和便携式电器的应用也越来越普遍，这就意味着一个永无止境对储存能量的需求，这些能源存储系统要求可以安全可靠、高效的存储整个电力系统多余的电能，在急需的时候能释放出电能，这对提高电化学性能提出了巨大的挑战^[3-4]。

在这种社会背景下，电化学超级电容器由于其具备高功率密度、循环寿命长和快速充电功能等优点作为一种特殊的和新颖的存储设备，可以满足日益增长的消费需求和缓解能源危机，在各种能量存储系统(电池、超级电容器和燃料电池)中，超级电容器占主导地位^[5]。超级电容器被广泛的应用到实际生活中，特别是它在电动汽车、电子产品等领域中的应用引起了各国的广泛重视^[6]。超级电容器是由具有高表面积的电极材料和非常薄的电解质溶液组装而成，它的电容比传统电容器要高出几个数量级，功率密度也比电池要更大^[7]。电极材料优异与否直接决定了超级电容器性能的好坏，因此在超级电容器的研发过程中，电极材料的研发工作成为了重中之重。

金属有机骨架化合物（metal-organic frameworks, mofs）是由含氧、氮等元素的芳香酸或碱的多齿有机配体与无机金属离子通过配位键作用连接而形成的立体周期性网状结构^[8-9]。作为一种新兴的多孔材料，mofs材料具有超大的比表面积、较高的孔隙率、较低的密度、简单的合成方法、可调控的孔结构和孔功能，通过改变金属离子(金属离子簇)和有机配体可以可控得到具有特定功能的mofs材料^[10]。mofs 材料金属中心的选择包括了主族元素、过渡元素、镧系金属等，其中应用较多的为 ni、cu、co、mn等^[11-12]。作为最经济有效的高比能量和高比功率的电极材料之一，mof材料成为当今材料化学领域新的研究热点。双金属掺杂的复合mofs 材料近年来被广泛的研究，不仅是因为两个金属物种能够提供更加丰富的氧化还原反应，还因为他们通常比单一金属具有更高的电导率^[13-14]。gholipourranjbar等^[15]合成的双金属ni / co-mof材料具有具有较高的比电容和优异的倍率性能，这是首次将双金属mof材料用作超级电容器的电极材料进行研究。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

（1）合成一系列不同摩尔比的钴与ni-mof的复合材料，并分别进行材料表征

（2）探讨所合成的复合材料对超级电容器性能的影响

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 周：合成ni-mof

第 4 —— 6 周：完成不同镍、钴摩尔比的mof材料的制备实验并进行表征；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]chu s, majumdar a. opportunities and challenges for a sustainable energy future[j]. nature, 2012,488(7411):294-303.

[2] choi h j, jung s m, seo j m, etal. graphene for energy conversion and storage in fuel cells and supercapacitors[j].nano energy, 2012, 1(4):534-551.

[3] simon p, gogotsi y, dunn b. wheredo batteries end and supercapacitors begin?[j]. science, 2014,343(6176):1210-1211.