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近年来,超级电容器在柔性的电子器件中具有广阔的应用前景,其中全固态柔性的超级电容器主要取决于电极材料的设计,研发出具有柔性的高容量电极材料是目前研究的热点问题。在诸多电极材料中,金属有机框架衍生的金属氧化物具有高比电容、良好的热稳定性和较高的比表面积等优点,是目前常用的高容量电极材料之一。众所周知,在制备电极的过程中,为了防止电极材料在充放电过程中脱落在电解液中,需要用粘结剂将电极材料粘结在电流收集器上。在生物质基粘结剂材料中,纳米纤维素(NFC)由于具有热稳定性好、柔韧性好、环境友好以及自然丰度高等优点,是替代传统粘结剂并赋予电极材料柔性的理想材料。因此,本文以NFC作为绿色粘结剂和柔性基质,以Co基金属有机框架(ZIF-67)及其复合材料ZIF-67@MWCNT作为前驱体通过热分解法制备的多孔Co3O4多面体(PCP)作为电极材料中活性成分,制备了柔性膜电极材料。具体研究内容如下:(1)采用液相沉积法制备ZIF-67,以ZIF-67作为前驱体经过两次高温煅烧得到活性成分PCP,探究Co2+与2-甲基咪唑反应速度对ZIF-67大小的影响,同时探究了在N2氛围下不同锻烧温度对PCP的形貌结构及电化学性能的影响。结果表明:将2-甲基咪唑醇溶液缓慢滴加到含有Co2+醇溶液可以得到大小均匀的ZIF-67;在N2氛围下煅烧温度在400℃得到PCP-400不仅具有最大的比表面积(113.9 m2 g-1)而且具有最大的质量比电容(Cs),当扫描速率为5 mV/s时,PCP-400的Cs为606.65 F/g。(2)为了提高活性成分PCP的质量比电容和循环稳定性,通过原位生长法制备不同复合比例的ZIF-67@MWCNT作为前驱体,分别经过高温煅烧(在N2氛围下400℃和在Air下350℃)得到不同复合比例的活性成分PCP@MWCNT,研究了 MWCNT掺杂含量对复合结构及其电化学性能影响。结果表明:在ZIF-67@MWCNT中,随着MWCNT掺杂含量的增加,ZIF-67大小(2 um)不受影响,而且MWCNT嵌入微孔结构中和团聚在表面,导致其比表面积减小(从1249.9908 m2 g-1到754.7732 m2 g-1)。但是,ZIF-67@MWCNT-7.5%具有更大的质量比电容(126.39 F/g);在 PCP@MWCNT中,PCP的大小(约1.5 um)及其复合结构同样也不受到MWCNT掺杂含量的影响。但是经过高温煅烧后随着MWCNT掺杂含量增加比表面积增大,其中PCP@MWCNT-7.5%不仅具有最大的比表面积(169.5052 m2 g-1),而且具有最大的Cs(875.79 F/g)。更重要的是,PCP@MWCNT-7.5%的电容保留率比PCP@MWCNT-0%(PCP)高出约为10%。(3)以NFC作为绿色粘结剂和柔性基质,以PCP和不同复合比例的PCP@MWCNT作为活性成分,通过真空过滤法制备NPC和NPCM膜电极材料并研究其电化学性能差异。结果表明:在NPC膜电极材料中,当活性成分PCP含量为60%时,NPC-60膜电极材料具有最高的面电容(594.87mF/cm2)并通过弯曲和卷曲实物图展示具有很好的柔性;在NPCM膜电极材料中,当不同复合比例的活性成分PCP@MWCNT含量同样为60%时,NPCM-10%膜电极材料不仅具有最低的表面电阻(0.6 KΩ)而且最高的面电容为713.89 mF/cm2,更重要的是,NPCM-10%膜电极材料的电容保留率比NPCM-0%高出约为10%。