MOFs衍生多孔碳/MnO_2复合材料及其在超级电容器中的应用

利用高比表面积、大孔隙率金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)作为牺牲模板,制备了MOFs(ZIF-8)衍生多孔碳材料(PCs),以其作为导电基底,在表面生长金属氧化物MnO_2,获得MnO_2/PCs复合材料并将其应用在超级电容器中.制备的复合材料具有良好的电化学电容性能,在三电极体系中,1 A·g~(-1)的电流密度下比电容可达199 F·g~(-1),经过2 000次充放电循环后,比电容仍能保持初始值的80%.使用MnO_2/PCs复合材料作为正极,PCs作为负极,组成的非对称型电容器MnO_2/PCs//PCs具有优异的电化学储能性能,在950 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度高达10.16 Wh·kg~(-1);而且当功率密度上升为9 500 W·kg~(-1)时,能量密度仍可以保持4.48 Wh·kg~(-1).     

基于MOF结构的超级电容器电极材料研究进展

开发新型电极材料,是实现超级电容器高效储能的关键,对解决能源短缺与环境污染具有重要意义。金属有机骨架材料(MOF)是一类多孔、高比表面积材料,被广泛使用于工业催化、吸附分离、化学储能等领域。然而采用单一的MOF材料作为电极材料却存在稳定性差、比电容低等缺点。为改善其稳定性与比电容,常采用MOF材料与其它金属或者碳基材料进行复合作为电极材料。研究表明,将MOF与金属进行复合作为电极材料,有效的提高了电容器的比电容;将MOF与碳基材料进行复合作为电极材料,明显改善了电容器稳定性,增加了电容器使用寿命。     

超级电容器用金属层状双氢氧化物电极材料研究进展

金属层状双氢氧化物(LDHs)作为具有赝电容特性的电极材料,以法拉第反应机理为基础进行储能,其特殊的层状结构可以提供高比表面积和反应活性位点,从而实现高比容量,是一种理想的超级电容器电极材料.结合近几年的相关文献报道,综述金属层状双氢氧化物电极材料的机理特性、制备工艺、电化学性能,展望其在超级电容器领域的发展趋势.     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型的电化学储能元件,以充放电效率高、循环寿命长等优点引起研究者的大量关注,而电极材料是决定超级电容器性能的一个关键性因素。常见的电极材料主要有:碳材料、金属化合物材料和导电聚合物材料三大类。当它们单独作为超级电容器电极材料时,碳材料展现高功率密度和优异的循环稳定性,但其比电容较低;而金属化合物和导电聚合物材料具有高比电容,但由于它们导电性差,致使其循环稳定性和倍率性能较差。因此,超级电容器电极材料的研究关注点是碳材料与其他材料组成复合材料,以制备出兼具高比电容、良好循环稳定性和倍率性能的超级电容器电极材料。     

超级电容器电极材料的结构设计

超级电容器由于具有功率密度大和循环寿命长的优势受到了广泛的关注.电极材料是超级电容器的核心部分,是发展高性能超级电容器的关键要素.电极材料的组成、晶体结构、微纳结构形态等对其电化学性能具有重大影响.赝电容电极材料的性能与晶体内部的孔道结构密切相关,具有大孔道的电极材料其比容量明显高于只含有小孔道的电极材料.合理调控电极材料微纳结构形态如设计多孔结构、中空结构有利于增大电极的电化学活性表面,进而获得更多的电荷存储量,是提高储能性能的有效途径之一.将赝电容电极材料与导电基体复合生长可以提高材料整体的电导率,进而提高材料的比容量与倍率性能.通过对超级电容器电极材料结构的合理设计进而实现其储能性能的提高已经成为电化学储能领域的研究热点,对于推动超级电容器的发展具有重要意义.     

超级电容器用钒基纳米电极材料的研究进展

超级电容器因其优越的性能已成为近些年的研究热点.电极材料是决定超级电容器电化学性能的关键,研究者们对各种超级电容器电极材料进行了广泛的研究.钒元素具有可变价态,使得钒基化合物具有理论比容量高、电化学可逆性良好等优点,是一类极具潜力的超级电容器电极材料.为了提升钒基电极材料的电化学性能,研究者们将其制备为纳米结构,或进一步与其他材料复合制备纳米复合材料.归纳总结了近年来国内外对零维、一维、二维、三维钒基纳米材料作为超级电容器电极材料的研究进展,以期为超级电容器用钒基纳米电极材料的发展提供参考.     

碳基超级电容器研究进展

作为一种绿色环保的新型储能装置,超级电容器近年来发展迅速,电极材料是决定超级电容器性能与制造成本的最主要因素。碳材料因种类多样、价格廉价并具有较高的比表面积、较高的导电率和非常好的化学稳定性而被作为一种重要的电极材料广泛应用于储能元件中,主要包括活性碳、碳微球、碳纳米管、石墨烯等。碳基超级电容器是以碳材料作为主要电极材料的一类电容器。本文详细介绍了不同碳基电极材料的研究发展状况,以及碳基超级电容器的研究与应用进展。     

MOFs衍生的钴基催化剂在电解水应用中的研究进展

近年来,电催化分解水技术被广泛认为是最具有发展潜力的制氢技术.开发电化学性能优异的非贵金属材料是推动电催化获得实际应用的关键.基于金属有机骨架材料(MOFs)衍生的钴基金属催化剂由于具有结构可控、比表面积大、孔径可调等优点,在电催化分解水技术中引起了人们广泛关注.在此,介绍并讨论了以MOFs为模板/前驱体制备钴基电催化...     

超级电容器的储能机理与关键材料研究进展

超级电容器作为一种新型的储能元件,具有高功率密度和高循环寿命等优点,在许多领域特别是混合电动汽车方面具有广阔的应用前景.电板材料和电解液是决定超级电容器性能的根本因素,本文对超级电容器储能机理,以及起级电容器关键材料研究进展进行了综述.     

MOFs材料在不对称催化中的应用

目前金属-有机框架（MOFs）材料已经在多个领域得到了发展,其中包括气体吸附、催化等方向.近年来,由于不对称催化的快速发展,手性MOFs材料在立体选择性催化中也得到了研究者们的广泛关注.手性MOFs材料具有很强的手性识别能力,并且由于有机配体的可修饰性,使MOFs材料具有更多的活性催化位点.文章详细介绍了手性MOFs材料的分类、合成思路,及其在不对称催化应用中的最新进展.     

卟啉MOFs材料应用于肿瘤治疗领域的研究进展

卟啉类化合物因其独特的物理和化学特性,在肿瘤治疗领域具有广阔的应用前景.但是卟啉类化合物存在水溶解性较差和易于自聚集等缺点,限制了其在肿瘤治疗上的广泛应用.而金属有机框架（MOFs）具有可调节孔径、可功能化修饰,以及生物相容性好等优点.因此,将卟啉作为有机连接体,结合金属簇构建卟啉MOFs材料,不仅可以克服卟啉类化合物固有的缺点,而且还能发挥MOFs的优异特性.文章综述了近年来卟啉MOFs材料的合成方法及其在肿瘤治疗方面的研究进展,同时探讨了其在肿瘤治疗领域的挑战.     

镍基电极材料在超级电容器中的制备与应用

Ni因其价格低廉和对环境友好,被视为具有发展潜力的超级电容器电极材料之一;且它与其他电极材料复合可以有效阻止团聚反应的发生,能大大改善材料的电化学性能。近年来Ni的（氢）氧化物与碳材料、聚合物等复合制备新的电极材料已经成为储能领域研究的热点。介绍了Ni的化合物作为电极材料储能的机制以及在复合电极材料中的应用,综述了近年来国内外报道的各类镍基复合电极材料的研究进展,并对其今后的发展趋势进行了展望。     

MOFs材料对室内挥发性有机物吸附和光催化降解的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)由于其高孔隙率、高比表面积和高度可调的物理化学结构在气体吸附领域受到广泛关注.与此同时MOFs的类半导体特性也使其成为了光催化领域内的研究热点.本文将MOFs的吸附与光催化两种作用过程结合讨论,提出MOFs材料基于两种作用协同去除室内低浓度挥发性有机污染物的优势.从修饰MOFs的方法分类,综...     

MOFs及其复合物光催化降解水中污染物的应用研究进展

金属有机骨架化合物(metal organic frameworks,MOFs)是一类新型晶态多孔材料,具有表面积大、孔隙率高、合成成本低等特点.由于MOFs具有独特的孔道结构和分散的活性中心,它在催化领域得到了广泛的应用.首先,介绍了常见MOFs的种类和合成方法,总结了不同合成方法的特点;然后,梳理了 MOFs作为光...     

石墨烯基电极材料在超级电容器中的应用

随着能源消耗的日渐增长,寻找低成本、环保、寿命长的储能设备迫在眉睫。在超级电容器领域,石墨烯电极材料以其高比电容、优异倍率性能、良好导电性等优势而受到广泛关注。对石墨烯材料的制备方法、电化学性能及相关机制做了总结,目的是研究不同结构的石墨烯材料对超级电容器性能的影响,并找到性能较为优异的石墨烯基材料。最后分析了石墨烯基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

稀土应用于电化学储能的研究进展

储能是实现清洁能源替代传统化石能源的关键,其核心是开发高效储能材料,其中稀土材料由于独特的电子结构,在电化学储能各领域显示出了巨大应用的前景.主要综述了稀土在铅酸蓄电池、镍氢电池、固体氧化物燃料电池(SOFC)、锂离子电池、超级电容器和锂硫电池中的研究和应用现状,期望发展系统功能材料合成和组装技术,拓展其在未来储能中的应用.     

生物质衍生碳材料在超级电容器中的研究

超级电容器是近年来发展起来的一种新型高效安全储能设备。碳材料作为超级电容器的电极材料,具有良好的导电性、高稳定性及高比表面积,因此其能够广泛的应用于电化学领域。从上世纪80年代以来,随着传统化不可再生能源被人类无节制的攫取及其对生态环境带来的巨大影响,传统的碳材料受到严峻挑战,而生物质作为前驱体,廉价易得,制备的碳材料绿色环保,备受研究者的关注。本文着重综述了生物质衍生碳材料的制备方法及其电容性能的提高与改善的方法。     

MOFs——一种新型的多孔材料

金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)材料由于其具有大的空隙率、比表面和功能性引起了人们的特别关注.它作为多孔材料具有无机和有机多孔材料的综合特性的优势,是目前新功能材料领域的研究热点之一.     

钴镍基二元超级电容器电极材料的电化学性能

以泡沫镍为集流体,采用压片法,在8MPa压力下制备钴镍基一/二元超级电容器电极材料.通过电化学工作站测试样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能.研究结果表明,钴镍基二元超级电容器电极材料的综合电化学性能高于相应的一元电极材料.     

锌基MOFs材料在肿瘤治疗领域的应用进展

金属-有机框架（MOFs）是由含氧或氮的有机配体与过渡金属通过自组装连接而形成的具有周期性网状结构的晶体材料。该类材料因具有尺寸结构可调、高孔隙率、比表面积大、低晶体密度等一系列优点,而受到多个学科研究人员的重视。其中,锌（Zn）基MOFs材料因其优越的生物相容性和易功能化修饰等特点,受到了广泛的关注。文章主要从药物递送和协同抗癌等方面总结了Zn基MOFs材料的生物应用.