本書將涵蓋金屬有機框架材料(MOFs)及其在超級電容器中的應用的廣泛主題。具體內容將包括:MOFs的基本概念、合成方法、結構特點以及在能源存儲和轉換領域的應用潛力。MOFs在超級電容器中的電荷儲存機制和性能優(yōu)化方法,包括提高能量密度、降低內阻等。MOFs在超級電容器中的實際應用案例,包括混合動力汽車、可再生能源儲存、便攜式電子設備等領域。MOFs在超級電容器中的成本和可持續(xù)性問題,以及如何通過優(yōu)化合成方法和材料設計來降低成本。新興的MOFs材料和設計策略,以及MOFs和其他材料的復合及應用的可能性。MOFs在超級電容器領域的市場前景和技術挑戰(zhàn),以及未來研究方向和挑戰(zhàn)。
近年來,金屬有機框架(MOF)材料因具備高孔容、高比表面積和低框架密度等優(yōu)點受到了廣泛關注。2014年,MOF材料領域的奠基人Yaghi教授將MOF材料引入超級電容器應用領域,隨后各種MOF基電極相繼被開發(fā),如ZIF系列、MIL系列和UiO系列等,均展現(xiàn)了優(yōu)異的儲能效果。MOF材料主要通過兩種途徑應用于超級電容器:一是直接利用原始MOF材料構筑電極應用于超級電容器;二是將MOF作為模板衍生其他材料再應用于超級電容器。然而,目前這兩種策略并未得到充分探索,已開發(fā)的MOF基電極無法滿足超級電容器日益增長的性能需求。因此,本書從這兩個方面出發(fā),分別從不同角度對MOF材料的超級電容器應用方式進行了探討,為這一新興交叉領域的研究提供了理論基礎和實際案例,以供本領域的其他研究者借鑒。本書在撰寫過程中參考了相關的文獻和專著,得到了鹽城工學院化學化工學院和綠色功能材料研究團隊老師的支持與幫助,在此一并表示衷心的感謝。
第1章 緒論1
1.1 引言1
1.2 超級電容器簡介2
1.3 金屬有機框架化合物簡介2
1.4 本書的主要內容3
本章參考文獻4
第2章 金屬有機框架材料直接應用于超級電容器5
2.1 引言5
2.2 實驗部分6
2.3 結果與討論10
2.4 本章小結20
本章參考文獻21
第3章 金屬有機框架凝膠直接應用于超級電容器25
3.1 引言25
3.2 實驗部分27
3.3 結果與討論29
3.4 本章小結43
本章參考文獻44
第4章 金屬有機框架材料衍生單相金屬氧化物應用于超級電容器48
4.1 引言48
4.2 實驗部分50
4.3 結果與討論53
4.4 本章小結69
本章參考文獻70
第5章 金屬有機框架材料衍生兩相金屬氧化物應用于超級電容器75
5.1 引言75
5.2 實驗部分77
5.3 結果與討論79
5.4 本章小結95
本章參考文獻96
第6章 金屬有機框架材料衍生氮摻雜多孔碳材料應用于超級電容器101
6.1 引言101
6.2 實驗部分102
6.3 結果與討論103
6.4 本章小結113
本章參考文獻114
第7章 金屬有機框架材料衍生金屬硒化物應用于超級電容器117
7.1 引言117
7.2 實驗部分120
7.3 結果與討論122
7.4 本章小結143
本章參考文獻143
第8章 金屬有機框架材料衍生金屬氧化物量子點應用于超級電容器149
8.1 引言149
8.2 實驗部分150
8.3 結果與討論152
8.4 本章小結164
本章參考文獻165
第9章 金屬有機框架材料衍生金屬碳化物應用于超級電容器168
9.1 引言168
9.2 實驗部分170
9.3 結果與討論172
9.4 本章小結189
本章參考文獻189