【摘 要】
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层状双氢氧化物（LDH）材料一般认为是水滑石化合物以及类水滑石化合物的总称,其主要结构为一系列由带正电位的水镁石样片组成的层状化合物。LDH材料由于其优异的电化学性能吸引了越来越多的关注和研究。本课题就将衍生自金属有机框架材料（MOF）的层状双氢氧化物材料进行了探索合成和制备,并基于合成的LDH材料作为电极的活性材料应用到电容方向,为此主要的工作如下:（1）探索合成具有空心核壳结构的LDH材料。以
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层状双氢氧化物（LDH）材料一般认为是水滑石化合物以及类水滑石化合物的总称,其主要结构为一系列由带正电位的水镁石样片组成的层状化合物。LDH材料由于其优异的电化学性能吸引了越来越多的关注和研究。本课题就将衍生自金属有机框架材料（MOF）的层状双氢氧化物材料进行了探索合成和制备,并基于合成的LDH材料作为电极的活性材料应用到电容方向,为此主要的工作如下:（1）探索合成具有空心核壳结构的LDH材料。以Co元素和有机高分子材料PVP合成前驱体MOF,并将此MOF材料作为后续LDH材料合成的牺牲模板,使用共沉淀法来合成LDH材料。此外,探索了LDH材料空间形貌的影响因素。最终成功合成了一种规则且超薄的棱柱状核壳纳米空心材料Co-Fe-LDH。TEM图片清晰展示了其空心的微观结构,并且保留了MOF材料规则的微观纳米结构。（2）将空心结构的Co-Fe-LDH作为超级电容器的电极活性材料,研究其电容性能。这种牺牲模板空心化的合成方法,一方面保留了MOF材料的纳米尺度及结构,另一方面空心结构也提高了LDH的比表面积,因此可以嵌入更多的电荷粒子提高电容量。BET测试结果表明LDH材料对比MOF（117.5m2/g）具有更高的比表面积（362.9m2/g）。循环伏安法（CV）实验表明LDH材料其比电容达489F/g。在进行2000次的循环稳定性测试后,其比电容值仍能保持95%以上。（3）把LDH与电容去离子装置结合起来,组装成CDI器件,替换传统的碳材料进行氯化钠的脱盐吸附。脱盐实验表明,Co-Fe-LDH材料在实验条件600mg/L NaCl溶液中1.2V的外加电压下其脱盐吸附量为34.2mg/g。通过实验结果,吸附容量相比传统的碳材料增加了2.5倍,因此在电容去离子领域具有一定的发展潜力。
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