功能化MOF材料的制备及其电化学性能开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

近年来由于人们大规模使用被大众所熟知的资源例如煤、石油、天然气等，使其对环境产生了很大的影响，这几年出现频率越来越高的雾霾就是个最好的例子。因此如何均衡环境、能源与发展成为了亟待解决的问题。国家大力发展可再生能源和新能源希望以此来解决问题，但是发现现有的新能源比较依赖自然环境，并且新能源发电并不能合并进入电网被直接使用，所以国家加大对储能系统的研究投入。

目前来说电化学能量储存是最有希望成为大规模能量储存方式的。预计不久的将来电化学能量储存形式将有可能代替传统的化石能源行业可为各种设备提供电能。电容器的充放电速度快，能量密度大和容量密度高以及使用寿命长等优点较其他能源方式明显，这使其成为现有最佳的能源储能方式。近几十年来，多孔固体材料成为现代材料物理和化学的研究热点之一，这些材料被广泛应用于各种领域。金属有机框架材料（metal-organicframeworks，简称mofs）是一类通过配位键将金属离子或金属簇作为次级构造单元与有机配体自组装而得到的网络状结构。作为多孔材料，mofs在具有高比表面积的同时，结构中包含活性金属离子或原子簇，具备成为高性能电容器电极材料的潜力。电极材料是决定电容器性能的关键因素之一。但近年来，只有少数的 mofs 材料作为电容器电极材料应用于电容器中。因此本实验想探索mofs作为电极材料在电容器中的一些性能。

2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容

1、制备实验所需co-mof(74)与ni-mof(74)及其各自的金属氧化物。

2、对制备的mofs进行xrd、sem、红外光谱以及eds能谱测试，以此对结构进行表征。

3. 研究的方法与步骤

1、

1、用溶剂热法以硝酸钴、2，5-二羟基对苯二甲酸以及硝酸镍、2，5-二羟基对苯二甲酸分别合成co-mof(74)与ni-mof(74)。

2、对co-mof(74)与ni-mof(74)进行xrd、sem、红外光谱以及eds能谱测试，以此对结构进行表征。

3、将co-mof(74)与ni-mof(74)置于开启式管式炉中在空气气氛下不同温度分别进行煅烧，形成不同温度下的金属氧化物。

4. 参考文献

[1] 丁艳花, 黄成杰, 张小磊,等. mn-mof基多孔碳/氧化锰复合结构材料及其超级电容器性能研究[j]. 应用技术学报, 2017, 17(3):267-273.

[2] 张宏. 钴基mof材料的合成及其性能测试与表征[d]. 2017.

[3] 李志华, 刘鸿, 宋凌勇, et al. 双金属功能化的mof-74合成及气体吸附性能[j]. 无机化学学报, 2017(2).

5. 计划与进度安排

1、2022年1月1日-2022年1月18日

查阅课题相关文献、学习软件、仪器操作

2、2022年1月20日-2022年2月24日