材料科学论文_同构MOFs复合氧化石墨烯电极材料

文章目录

0 引言

1 实验部分

1.1 试剂

1.2 表征方法

1.3 系列X?MOF(X=Zn、Co、Ni)的合成

1.4 系列X?MOF@GO(X=Zn、Co、Ni)的合成

1.5 电极制备与电化学性能测试

2 结果与讨论

2.1 IR分析

2.2 TG分析

2.3 PXRD表征

2.4 XPS分析

2.5 SEM表征

2.6 三电极体系中的电化学测试

    2.6.1 CV分析

    2.6.2 GCD测试分析

    2.6.3 交流阻抗分析

    2.6.4 循环寿命分析

    2.6.5 二电极CV测试分析

    2.6.6 二电极的GCD测试分析

    2.6.7 二电极循环稳定性测试分析

    2.6.8 功率密度和能量密度的计算

3 结论

文章摘要:在水热条件下一步自组装合成系列同构X-MOF（X₆O（TATB）₄（H⁺）₂·（H₂O）₈·（DMF）₂,X=Zn、Co、Ni;H₃TATB=4,4’,4″-s-triazine-2,4,6-triyl-tribenzoic acid;DMF=N,N-二甲基甲酰胺）和氧化石墨烯（GO）的复合材料（X-MOF@GO）,并探究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。通过X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜测试证明GO和MOFs复合成功。其中,性能最优的Ni-MOFs@1.5GO（GO的添加量为1.5 mL）的比电容高达694.8 F·g^-1(0.5 A·g^-1),约是Ni-MOF的2倍。电化学测试结果表明:复合材料X-MOF@1.0GO较其原MOF表现出更大的比电容和更好的倍率性能。在3.5 A·g^-1的电流密度下,1 000次循环充放电后,Ni-MOFs@1.0GO仍保持初始比电容量的81.2%。与活性炭（AC）组装的非对称超级电容器Ni-MOF@1.5GO//AC的性能最优,其功率密度为754.3 W·kg^-1时,能量密度为15.4 Wh·kg^-1,且循环3 000次后比电容保持率约为70.0%,显示出较长的循环寿命。

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