MOF辅助制备的无机三元体系应用于超级电池

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fyps
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属有机框架(MOF)衍生材料因具有较高的比表面积、更易于调控的纳米结构等特性在电化学储能方面广受关注。而纳米阵列结构材料因其结构稳定,导电性好,近年来一直是电化学电容器的电极材料的研究方向之一。本论文通过合理设计,结合了二者的优势利用自支撑方法结合MOF辅助法制备出新型的纳米复合阵列材料,并测试了其衍生的无机三元体系纳米复合阵列材料在超级电池的性能。主要内容如下:1.通过热处理MOF辅助前驱体成功制备并研究了纳米复合材料阵列Co3O4@NiO-ZnO作为无粘结的电池型电极材料的电化学性能,测试研究表明,该纳米复合阵列电极可以显著增强其电化学性能。Co3O4@NiO-ZnO复合核壳阵列电极在2 m A·cm-2的电流密度下可以提供超高的面积电容/电容(4678 m F·cm-2/1965C·cm-2),此外,在30 m A·cm-2进行10000次循环,其容量保留率高达83%,表现了其良好的循环稳定性。因此,我们设计组装了一个以Co3O4@NiO-ZnO纳米复合核壳阵列作为正极材料,活性炭材料作为负电极组装的超级电池,结果显示在1.676 m W·cm-2的高功率密度时该器件表现出了162μWh·cm-2的超高能量密度,而且10000次的循环后不对称器件超级电池的电容保留率有93%。这些优异的性能结果表明,通过热处理MOF辅助前驱体制备无机三元体系氧化物这一有效的策略可以推广到制备其他高性能核壳型复合多元金属氧化物阵列的电极材料。2.研究人员发现纳米复合型阵列材料的的电化学性能可受其不同结构和组成成分之间的协同作用的控制,因此本文采用MOF辅助方法制备了具有阵列结构的Co9S8@Ni3S2/Zn S复合阵列。并将其作为电极材料进行电化学测试,该电极具有优异的电化学性能,比如Co9S8@Ni3S2/Zn S在2 m A·cm-2时具有8192 C·cm-2的高面积电容,4000次循环后电容量保持率达到79.7%。同样我们把该材料作为正极材料来组装超级电池以探究其实际应用价值,结果表明,该器件的能量密度可达0.377 m Wh·cm-2。而且该器件在30 m A·cm-2进行5000次充放电循环后其稳定性为95.2%。实验证明,我们所制备的Co9S8@Ni3S2/Zn S无机三元金属硫化物复合阵列具有应用于高性能超级电池的强大潜力。综上所述,本论文用MOF辅助法制备无机三元体系电极材料转化的金属氧化物或硫化物纳米复合阵列的策略有效地结合了传统MOF多孔、结构稳定,形貌可控的优点和纳米阵列结构具有支撑作用(利于电子的传输)的优点,能够极大地提高材料的电化学性能。这可为设计性能优异的电化学器件提供思路。
其他文献
植物胞质甘油醛三磷酸脱氢酶(cytosolic glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPC)在植物响应干旱等非生物胁迫中具有重要作用。植物GAPC应答非生物胁迫的机制研究发现,在盐、干旱、低温条件下GAPC可与一些胁迫诱导蛋白发生互作。本实验室前期研究,以中国春小麦为材料,通过实时荧光定量PCR(RT-q PCR)发现,Ta GAPC1基因(登录号:
植物在生长的过程中经常要遭受病虫害、紫外线辐射(Ultraviolet Radiation,UV)、水分胁迫等的威胁,通过增加表皮蜡质累积以抵御胁迫是植物在进化过程中形成的有效防御机制之一。蜡质诱导因子1(WAX INDUCER1,WIN1)是乙烯响应因子(The Ethylene Response Factor,ERF)家族中的一个转录因子成员,通过调控蜡质合成过程中酶基因的表达来影响表皮蜡质的
干旱是引起土地荒漠化,农业减产最主要的自然灾害之一。植物在长期的进化过程中形成了多种抵御干旱的生理机制,其中分泌蜡质到植物表皮角质层,形成一层严密的保水层是最有效的抗旱机制之一,也是植物从水生进化到陆生过程中主要的保水机制。同时,植物表皮角质层的形成也与抵御病虫害入侵、发育过程中的器官融合密切相关。在角质层形成的过程中,拟南芥ATP结合转运蛋白G亚家族蛋白11(ATP-binding casset
答题策略是学生将所学知识迁移到试题的导向,以"生态系统及环境保护"二轮复习为例,引导学生总结生态系统专题非选择题的答题策略:回归教材,理解、辨析易混淆概念,扫清"概念题"的失分障碍;整理题干信息,通过关键词概括题干"过程"或运用教材中"过程类模式图"突破"过程类分析题"难点;运用"搭桥法"巧解"原因分析类"题目;明确实验目的、原理、变量、步骤、结果及结论,攻克"实验设计类"题目。在分析经典例题、迁
根系是植物直接获取地下资源的重要器官,其生长发育受到自身遗传因素和外部环境共同影响。根系形态及构型和土壤环境中有效资源的分布密切相关。硝酸盐不仅是旱作土壤中氮素的主要存在形态,还是植物吸收利用的最主要形式。施肥、耕作、土壤微生物活动等会导致其在土壤中呈现异质性分布,而作物根系对非均匀分部的硝酸盐会做出响应。为了研究介质硝酸盐非均匀分布对作物根系及养分吸收的影响,以不同氮效率玉米郑单958和鲁单98
国际安全合作普遍存在于各国家、地区和国际组织之间,尤其是在备受瞩目的亚太地区,多种合作机制的交错让地区局势更加复杂,对于越南“三不政策”下美越安全合作的研究,有助于更加清楚的认识到两国关系的本质。本文以越南国防的“三不政策”为出发点,对日渐密切的越美安全合作进行分析。近年来由于南海问题的演变日趋复杂化和中美竞争的加剧,越南与美国的安全合作正走向更深的程度,日益频繁的联合军演及对越港口访问,更大力度
人们都说金融市场变幻莫测,其根源就在于难以对金融市场的风险作出有效的预测。传统的金融资产,例如:股票、债券、利率或汇率,一旦自身价格发生剧烈波动,其衍生品的价格就会有变动的风险。而对于比特币这类新型的虚拟金融资产来说,自身价格的变动就十分剧烈且难以预测,其市场风险就更加深不可测。而对于市场风险人们并不是束手无策,Va R(在险价值)以及CVa R(条件风险价值)就是金融学者专门提出来的用以反映市场
自"课程思政"这一理念的提出,全国各地高前已经取得了不俗的实践成果。为促进"课程思政"的进一步推广,还需对其内涵、本质及特点展开详细的分析,本文对此做了简要的介绍,同时针对"课程思政"与高校专业教育的融合展开了深入探究,着重论述具体的融合路径,希望对广大教育工作者有所启发。
本英汉交传实践报告的材料选自于阿伯丁大学副教授文森特·格林尼尔的线上讲座《英语课堂教学中的创造性》。语言教学中的创造力越来越被世界学者所推崇,在教育政策及二语学习方面占有重要地位。在本场讲座中文森特·格林尼尔教授以教科书驱动教学法和项目教学法对比的方式,探讨了课程设置是怎样影响英语教学中的创造力的。通过提供本次交传服务,作者帮助听众克服了语言障碍,有效传达了讲座的内容,达到跨文化交流的目的。作者将
质子交换膜燃料电池因其启动时间短、功率密度高、无污染和结构简单的特点,被认为是固定电站和电动汽车的最佳能源装置之一。根据操作温度的不同可将其分为低温质子交换膜燃料电池(70~90℃)和高温质子交换膜燃料电池(120~200℃)。近些年,高温质子交换膜燃料电池已成为当今燃料电池技术发展研究的焦点之一。这是因为它不仅能解决传统低温质子交换膜燃料电池电极催化剂中毒、水和热管理系统复杂等问题,而且还能释放