基于锌-MOF衍生自掺杂氮多孔炭在超级电容器中的研究

通过简单的水热法工艺制备锌-MOF并调节炭化温度得到自掺杂氮多孔炭ZBTC-T,通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氮气吸附曲线、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对自掺杂氮多孔ZBTC-T的结构进行了表征，说明了微观结构和宏观性能之间的关系。自掺杂氮多孔炭ZBTC-T结合了金属和炭的优势以及保留锌-MOF中的氮原子从而展现出优异的电化学性能，自掺杂氮多孔炭ZBTC-850具有7.98%的高含氮量和735.42 cm²/g的比表面积，在电流密度为1.0 A/g,具有212.9 F/g的优异比电容，经过5 000次充放电循环中保持其原始值85.04%,突出良好的倍率性能优势并在高性能方面表现出广阔的应用前景。     

MOFs基氮自掺杂多孔炭的可控制备及其电化学性能

为开发高性能超级电容器电极材料,以溶剂热法合成无色金属有机框架化合物（MOFs）材料［Zn2（C8H4O4）2（C6H12N2）］·4 DMF·0.5 H2O（简称ZDP）作为炭前驱体,采用一步碳化法制备无定型结构氮自掺杂多孔炭 （ZDPC-750）,并使用X射线衍射分析、拉曼光谱分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附、X 射线光电子能谱对ZDPC-750试样进行表征;选用浓度为6 mol/ L的KOH溶液为电解液,通过恒电流充放电（GCD）、循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（ EIS ）等方法测定ZDPC-750电极试样的电化学性能。结果表明: ZDPC-750呈包含微孔、介孔和大孔的分级结构,比表面积（BET法）高达1 228 m2/g,平均孔径为3.53 nm;当电流密度为1.0 A/g时,ZDPC-750电极的比电容高达175 F/g;当电流密度从1.0 A/g 增加到10.0 A/g 时,电容保持率为80.4%;即使在1 A/g下GCD循环5 000次,电容保持率仍然高达94.74%。