导　　师： 陈胜洲;薛建军

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 金属有机框架(MOFs)是一种新型多孔材料,具有较高比表面积,可控孔径和形貌结构,在能源、多相催化、气体分离、生物和医药等领域具有广阔的应用前景。本论文合成了咪唑类有机配体的金属有机框架化合物,并以此含氮的多金属有机框架为模板,经碳化、硫化等步骤制备出具有N、S共掺杂的碳基金属硫化物复合材料。探讨了金属(Zn、Co)在碳基材料(无定形碳及碳纳米管)的孔结构及形貌控制中的作用;探究了不同碳化温度等合成条件对复合材料的形貌结构及元素组成的影响,并研究了其电化学性能。具体内容如下:(1)以2-甲基咪唑、Zn(NO)·6HO为原料,甲醇溶液为溶剂,采用沉淀法制备了ZIF-8前驱体,随后经两步法(碳化和硫化)高温合成N、S共掺杂碳基硫化锌复合材料。该复合材料保持了前驱体多面体结构及均匀的纳米颗粒,并且具有微介孔分级孔结构和高的比表面积(634.9 m/g)。该材料在碱性溶液中,三电极体系下进行电化学测试,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。在恒电流充放电(电流密度为1A/g)测试条件下,其比电容达到59.2 F/g,循环2000圈后,比电容依然保持在50.8 F/g。在10 A/g条件下,其比电容保持为26.4 F/g,相比纯的ZnS电极材料,比电容明显提高。(2)以2-甲基咪唑,Co(NO)·6HO为原料,甲醇溶液为溶剂,采用沉淀法制备ZIF-67,以两步反应过程制备碳纳米管(CNT)修饰的N、S共掺杂碳基硫化钴复合材料。从SEM图中可以看出复合材料颗粒均匀并保持前驱体十二面体结构,CNT生长在多面体表面上;XRD图表明合成的为立方晶型的二硫化钴及无定形碳的复合材料。电化学测试结果显示,在电流密度为1 A/g测试条件下,其比电容达到533.0 F/g,循环2000圈后,比电容达到469.1 F/g。以活性炭电极为负极,该复合材料电极为正极,KOH为电解液,组装了不对称超级电容器。在1 A/g电流密度下,该不对称电�

关 键 词： 金属硫化物 碳复合材料 沉淀法 两步法 超级电容器

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