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有效的解决能源利用问题,是实现人类社会与经济可继续发展的重要基石。超级电容器,也就是电化学电容器,被认为是这个时代最具有潜质的新一代能源存储与转换设备,因其具有极高的功率密度,能够发生快速的充放电反应,极其稳定的循环性能和使用安全等众多优势。要组装一个电化学性能优异的超级电容器,目前遇到的难点便是选择适合且具有良好导电率,高的质量比电容,大的比表面积和在电化学过程中结构稳定的电极材料。二维多孔过渡金属配合物材料,具有较大的比表面积,丰富的电化学反应活性位点和易于修饰的有机配体等众多优点,极有可能成为未来极具发展潜力的电极材料。本论文,采用均苯三甲酸和甘氨酸作为有机配体,选择过渡金属钴盐和过渡金属镍盐作为金属源,通过水热合成的方法制备了一系列具有二维多孔结构的薄片材料。并通过XRD、XPS和FT-IR等测试来确定样品的组成和结构,利用SEM和TEM等测试来观察产物的形貌结构和微观特征,通过氮气吸附/脱附来解析合成样品的比表面积大小和孔径分布等相关的物理数据;最后通过电化学工作站CHI760,对其电化学性能作了详细和系统的研究测试。本论文的研究内容主要包括以下二个方面:1.二维多孔M-BTC(M=Co、Ni和Co-Ni)MOFs的合成及电化学性能。(1)制备方面:以均苯三甲酸,Co(NO3)2·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O为原料,通过水热法制备了Co-BTC、Ni-BTC和Co-Ni-BTC三种纳米薄片材料。(2)形貌与结构表征方面:利用SEM和TEM测试发现其均具有相似的二维多孔薄片结构,但其更小尺度的构筑单元结构并非一致,Co-Ni-BTC相比于其他两种产物具有更加均匀和更多孔道的三维交联结构;通过N2脱/吸附测试数据理论计算得到其比表面积依次为:Co-Ni-BTC(144.67 m2?g-1)>Ni-BTC(87.28 m2?g-1)>Co-BTC(31.79 m2?g-1)。(3)电化学性能测试方面:(1)在三电极体系中,Co-BTC、Ni-BTC和Co-Ni-BTC电极,其质量比电容依次为:1321.5、1465.0和1751.3 F?g-1;(2)非对称超级电容器体系下,Co-BTC//AC、Ni-BTC//AC和Co-Ni-BTC//AC电容器,在功率密度为900和9000 W·kg-1,其能量密度分别:24.50和15.75 Wh·kg-1、27.33和10.00 Wh·kg-1、35.50和13.75 Wh·kg-1;三组材料在经过10000圈的连续充放电后的,循环稳定性依次为:92.39、93.92和98.29%,很明显二维多孔M-BTC MOFs薄片材料均具有良好的电化学性能,其中Co-Ni-BTC性能最优。2.二维多孔薄片Ni-Glycine配合物的制备与电化学性能。(1)制备方面:以甘氨酸(NH2CH2COOH)为有机配体,Ni(NO3)2·6H2O为金属源,在水热温度为220℃,反应时间为12 h的条件下制备二维多孔薄片Ni-Glycine。(2)形貌与结构表征方面:样品Ni-Glycine是由片状晶体交联构建的二维多孔薄片,其比表面积为234.13 m2·g-1,孔径主要分布在4–8 nm。(3)电化学性能测试方面:(1)三电极测试表明,Ni-Glycine二维多孔薄片作为工作电极的活性材料,在1 A·g-1时,其质量比电容测试结果为2171.71 F·g-1;当电流密度增大到10 A·g-1时,其质量比电容依然可保持为80.77%,说明其具有卓越的倍率性能;(2)二电极测试表明,在功率密度为900、1800、3600、5400、7200和9000 W·kg-1,Ni-Glycine//AC电容器的能量密度分别为35.05、29.66、24.80、21.60、19.00和16.75 Wh·kg-1,经过10000次的循环充放电测试,比电容依然可以保持为最初的94.60%,表明其具有优异的循环稳定性。