【摘 要】
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研制各种高性能电化学储能装置,对解决目前能源短缺的问题具有重要意义。超级电容器作为新一代储能器件之一,其电极材料的研究近年来受到越来越多的关注。本论文选择Keggin型多酸H3PMo12O40和几种有机配体复合作为前驱体,再经过热解衍生得到新型钼基化合物作为超级电容器的电极材料。多酸H3PMo12O40作为一种无机金属氧簇,其配体结构单元、构型和功能的不同以及配位方式的多样性,决定了热解目标产物种
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研制各种高性能电化学储能装置,对解决目前能源短缺的问题具有重要意义。超级电容器作为新一代储能器件之一,其电极材料的研究近年来受到越来越多的关注。本论文选择Keggin型多酸H3PMo12O40和几种有机配体复合作为前驱体,再经过热解衍生得到新型钼基化合物作为超级电容器的电极材料。多酸H3PMo12O40作为一种无机金属氧簇,其配体结构单元、构型和功能的不同以及配位方式的多样性,决定了热解目标产物种类和功能的多样性,将热解产物利用到超级电容器成为了研究热点。论文具体内容包括如下:1.以多酸H3PMo12O40与吡咯按摩尔比1:1、1:5、1:10、1:15分别聚合形成PMo12@PPy复合前驱体,然后在N2气氛下,高温将前驱体PMo12@PPy热解为Mo2C@C纳米球。利用表征手段对前驱体和Mo2C@C进行表征,并对其进行电化学测试。经测试发现在摩尔比为1:5时制备的Mo2C@C纳米球,在0.4 A g-1时电容量最高达到370.2 F g-1,保持率达到47.7%。为了提高循环稳定性,添加不同的表面活性剂,加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)之后,容量增加到499.2 F g-1,循环2000圈保持率达到63.2%。2.采用水热法,以多酸H3PMo12O40复合Fe基金属有机框架化合物,形成PMo12@MIL-101(Fe)前驱体,沿一定温度梯度在N2气氛下高温煅烧,制备得到Mo O2@FeMo O4材料,应用在三电极体系中进行电化学性能测试。结果表明,在温度为700℃时获得的材料容量最高,达到346.8 F g-1,循环2000圈之后保持率为56.7%。添加不同质量的活性炭优化其性能,当与活性炭质量比为1:2时,容量达到544.2 F g-1,比电容保留率为初始比电容的63.4%。3.以多酸H3PMo12O40为钼源、以葡萄糖为碳源,采用一锅法直接制备Mo O2@C,水热温度分别为160、180、200、220℃,反应时间为24 h。经过一系列的表征和测试后,发现水热温度对其影响较大,在180℃时容量可达到1217 F g-1。进而在180℃基础上探究水热时间对其影响,水热时间分别为12、24、36、48 h,结果发现仍然为24 h时获得的电极材料性能最好。
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