MOF/生物质炭纳米纤维复合薄膜的制备及其超级电容器中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着环境和能源问题的日益加剧，人们对能量储存装置的需求也越来越大。

超级电容器作为一种重要的能量器件，具有充放电速度快、功率密度大、循环寿命长、绿色环保等优点，已被广泛应用于新能源电动汽车便携式电子设备、相机闪光装置、后备电源等领域。

对电极材料的研究一直以来都是超级电容器领域的研究热点。

2. 国内外研究现状分析

孙显强等人采用静电纺丝技术制备了以镀镍棉纱为芯纱的聚丙烯腈(pan)纳米纤维包芯纱,通过接枝聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(pedot:pss),设计出一种新型的纱线型超级电容器电极,并对其形貌结构和电化学性能进行了表征。

结果显示,镍材料均匀地涂覆在棉纤维的表面,pedot:pss均匀地接枝在pan纳米纤维表面。

该超级电容器电极材料的质量比容量高达28.75 f/g,显示出良好的电化学性能。

3. 研究的基本内容与计划

(1)用dhta(2,5-dihydroxy benzenedicarboxylic acid)、硝酸钴水热法制备mof(2)再用纯 pan，pan/木质素按一定比例溶解到 dmf中，静电纺丝成膜。

(3)将mof研钵研磨超声搅拌均匀后加入高分子（pan/木质素），静电纺丝成膜。

最后把复合薄膜在管式炉中碳化。

4. 研究创新点

1.用木质素这种无毒无污染可再生且来源广泛的生物质材料制备碳纳米纤维，相较于传统高分子制备，降低了成本。

2.加入了mof,该类材料结构的具有多孔性、高的比表面积、具有不饱和金属活性位点以及孔道表面可功能化等特性。

3.将mof与木质素制备的碳纳米纤维静电纺丝成膜用于研究更优异的更高效的复合超级电容器。