新型电极材料的设计与合成在电化学能量储存领域至关重要。特别值得关注的是,金属有机骨架(MOFs)已成为开发高效能量存储系统高级材料的有希望的平台。与传统材料相比,它凭借高度有序和可调的金属节点和有机连接物提供了各种独特的成分和结构优势。另外,利用具有适当理化性质的MOFs可得到多种衍生产物。这些MOFs基材料有望缓解能量存储系统中传统电极材料存在的问题。本文以Ni2+/Co2+为金属源,1,3,5-苯三甲酸和4,4’-联吡啶为有机配体,利用溶剂热及后续煅烧的方法分别合成了镍金属有机骨架(Ni-MOF),Ni-MOF@氧化镍复合材料(Ni-MOF@NiO)以及氮掺杂的镍钴氧化物(N-NiCoO),并对其电化学性能进行了研究:1、我们采用溶剂热法,通过将六水合硝酸镍与1,3,5-苯三甲酸、4,4’-联吡啶在N,N-二甲基甲酰胺中反应制备出六方形Ni-MOF([Ni(HBTC)(4,4’-bipy)](HBTC=1,3,5-苯三甲酸,4,4’-bipy=4,4’-联吡啶))。该材料在3MKOH中显示出优异的超级电容器性能:六方Ni-MOF电极在0.5 Ag-1下的比电容为977.04 F g-1。经过5000次循环,容量仍可保留初始值的92.34%。六方Ni-MOF的基本特征,例如有利的(001)暴露面和表面生长的交联网状结构,是它在电化学行为中表现突出的有关因素之一。2、我们采用上述制备的六方Ni-MOF作为前驱物,将其在空气气氛下通过不同温度(350℃、450℃、550℃)的热处理制得到一系列MOFs衍生的氧化物。结果表明,在350℃下煅烧得到的Ni-MOF@NiO的最大比电容可达1192.71 F g-1,且经过5000圈循环后下降幅度很小。这种表现突出的电化学行为主要由于:Ni-MOF材料的多孔层框架结构以及均匀分布的NiO有效地增加了氧化还原活性位点并且作为氧化层可以降低界面电荷转移阻抗。3、前驱物的反应条件与上述步骤相同:利用六水合硝酸镍和六水合硝酸钴不同的摩尔比,制备了五种 MOFs(Co-MOF、Ni-Co-MOF-n、Ni-MOF,n=1,2,4)。然后将这五种MOFs在空气下煅烧获得不同镍钴比例的N-NiCoO复合材料。电化学测试表明Ni/Co摩尔比为2:1的N-NiCoO-2在1.0 A g-1时展现出945.79 F g-1的高电容,经过连续充放电后,仅衰退了6.7%。适当的镍钴比例及氮元素的掺入是它在电化学行为中表现突出的重要原因。