微纳结构钒基有机-无机框架化合物电化学性能研究

发布时间：2023-11-12 12:07

　　有机-无机框架化合物(简称MOFs)由于具有高的比表面积、可调节的孔径、以及丰富的氧化还原活性位点等优点在超级电容器和电化学传感器上具有广泛的应用前景。电极材料是影响超级电容器和电化学传感器性能最主要的因素,开发研制新一代高性能电极材料具有重要意义。钒基MOFs具有合成简便、成本低廉、氧化还原活性位点多等特性,其有望成为在超级电容器电极材料和电化学传感器电极修饰材料检测重金属离子的优异候选材料。本文通过水热法合成四种钒基MOFs材料,即MOF(V,Ni)、MOF(V,Cu)、MOF(V)和MOF(V,Co),并对其进行形貌分析和结构表征,且对其作为超级电容器的电极材料,以及电极修饰材料检测重金属离子应用方面开展了研究。主要研究内容如下:(1)MOF(V,Ni)和MOF(V,Cu)作为超级电容器电极材料通过水热法合成椭圆球状MOF(V,Ni)和层状MOF(V,Cu)电极材料,并研究了其作为超级电容器电极材料储电的性能。研究结果表明:通过在传统碱性电解液中添加少量K3[Fe(CN)6]可大大提高MOF(V,Ni)和MOF(V,Cu)电极材料的比电容值。在混合电解液介质中,1 A/g电流密度...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 有机-无机框架化合物概述
        1.1.1 有机-无机框架化合物的简介
        1.1.2 有机-无机框架化合物的分类
    1.2 钒基有机-无机框架化合物概述
        1.2.1 钒基有机-无机框架化合物合成进展
        1.2.2 钒基有机-无机框架化合物应用进展
    1.3 超级电容器电极材料研究概况
        1.3.1 超级电容器简介
        1.3.2 超级电容器分类及工作原理
        1.3.3 超级电容器电极材料
        1.3.4 超级电容器电解液
        1.3.5 超级电容器的应用
    1.4 电化学传感器检测重金属离子研究概况
        1.4.1 传感器简介
        1.4.2 电化学传感器工作原理
        1.4.3 电化学传感器的构建
        1.4.4 电化学的分析方法
        1.4.5 电化学传感器检测重金属离子的应用
    1.5 有机-无机框架化合物在超级电容器电极材料上的应用
    1.6 MOFs在电化学传感器检测重金属离子上的应用
    1.7 本论文研究意义及内容
        1.7.1 本论文研究意义
        1.7.2 本论文研究内容
    1.8 本论文研究创新性
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 化学试剂及主要仪器
    2.2 实验合成
        2.2.1 MOF(V,Ni)材料的合成
        2.2.2 MOF(V,Cu)材料的合成
        2.2.3 MOF(V)材料的合成
        2.2.4 MOF(V,Co)材料的合成
    2.3 材料结构表征
        2.3.1 X-射线粉末衍射
        2.3.2 傅立叶转换红外光谱
        2.3.3 场发射扫描电子显微镜
        2.3.4 场发射透射电镜
        2.3.5 X-射线光电子能谱
        2.3.6 低温N₂气吸附
    2.4 电化学性能研究方法
        2.4.1 超级电容器电极材料性能研究方法
            2.4.1.1 电极的制备
            2.4.1.2 电化学性能测试实验
            2.4.1.3 电化学数据计算
        2.4.2 电化学传感器检测重金属离子性能研究方法
            2.4.2.1 修饰电极的制备
            2.4.2.2 电化学性能测试实验
    参考文献
第三章 钒基MOFs在超级电容器电极材料上的应用
    3.1 引言
    3.2 MOF(V,Ni)超级电容器电极材料结构及性能研究
        3.2.1 MOF(V,Ni)材料结构表征
        3.2.2 MOF(V,Ni)电极材料性能研究
    3.3 MOF(V,Cu)超级电容器电极材料结构及性能研究
        3.3.1 MOF(V,Cu)材料结构表征
        3.3.2 MOF(V,Cu)电极材料性能研究
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 钒基MOFs电化学传感检测重金属离子
    4.1 引言
    4.2 MOF(V)电极材料结构表征及电化学传感检测Pb²⁺,Cu²⁺和Hg2+

        4.2.1 MOF(V)材料结构表征
        4.2.2 MOF(V)修饰电极的电化学性能表征
        4.2.3 MOF(V)修饰电极电化学传感检测Pb²⁺、Cu²⁺和Hg²⁺研究
    4.3 MOF(V,Co)电极材料结构表征及电化学传感检测Pb²⁺

        4.3.1 MOF(V,Co)材料结构表征
        4.3.2 MOF(V,Co)修饰电极的电化学性能表征
        4.3.3 MOF(V,Co)修饰电极电化学传感检测Pb²⁺研究
    4.4 MOF(V,Ni)电极材料结构表征及电化学传感检测Pb²⁺

        4.4.1 MOF(V,Ni)材料结构表征
        4.4.2 MOF(V,Ni)修饰电极的电化学性能表征
        4.4.3 MOF(V,Ni)修饰电极电化学传感检测Pb²⁺研究
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 本论文主要结论
    5.2 本论文主要展望
致谢
攻读学位期间取得的科研成果



本文编号：3863123