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1. 研究目的与意义（文献综述）
能源问题已经成为阻碍人类持续健康发展的关键性问题，各国政府已经将可持续发展摆在国家建设的重要位置。电化学储能具有优异的能量效率，清洁，成本低等优点，是解决能源问题的有效途径。超级电容器作为电化学储能的重要器件，因为其较高的功率密度，较长的循环寿命以及成本低等优点，已经广泛应用于电动汽车等领域，因此合成具有优异的储能性能的超级电容器电极材料具有重要意义。电容器主要分为以下三类：双电层超级电容器，赝电容超级电容器，混合型超级电容器。双电层超级电容器主要依靠电极材料与电解质溶液充分接触以吸附电解质溶液中的离子以实现储能；赝电容超级电容器主要依靠在电极与电解质的界面上发生氧化还原反应达到储能的目的；混合型超级电容器介于二者之间，一极依靠电化学反应储能，一极依靠表面双电层储能。本课题主要研究具有优异电化学性能的双电层超级电容器的电极材料。由于双电层超级电容器是依靠固液界面的双电层以实现储能，因此材料具有巨大的比表面积是具有优异电化学性能的关键条件。目前，此类电极材料以多孔碳为主。多孔碳研究方面主要有以下几种材料：石墨烯、碳纤维、碳纳米管和生物质炭几类材料。金属有机框架（MOF）具有孔径可调、热稳定性好和比表面积大等优点，在近几年来已经成为研究的热点。Chen等人发表了最新研究成果，研究人员利用硝酸、硫酸的混合溶液处理碳纳米管在其表面生成羟基，羟基吸引金属离子，MOF材料在其上原位生长以实现碳纳米管与MOF材料的复合，以其为前驱体合成的多孔碳材料具有优异的电化学性能。目前合成此类复合材料合成条件苛刻，对环境污染性较强，合成步骤繁琐，成本较高等缺点，本课题目的是研究一种合成条件温和，合成周期短，成本低的树脂微球与MOF纳米颗粒复合材料的合成方法。本课题中所合成的树脂微球具有合成周期短，对环境污染小，合成成本低等优点，表面羟基丰富，其中的氧原子带有负电性，可以有效地吸附金属阳离子，对于金属有机框架的原位生长创造了条件。金属有机框架可以极大的提高金属比表面积，使材料的电化学性能显著提升。
2. 研究的基本内容与方案
（1）利用水热法制备表面带有丰富官能团的酚醛树脂微球：利用hmta与间氨基苯酚发生酚醛缩聚反应，以合成酚醛树脂微球。在发生酚醛缩聚反应时，羟基的邻对位活性增加，反应生成交联网络结构。所得样品采用sem、tem、xrd和红外光谱等测试技术进行相关的结构和物相表征。
（2）将树脂微球在含有硝酸锌的甲醇溶液中进行超声分散，使微球表面能够充分吸附金属离子；待吸附完全后再向其中加入二甲基咪唑的甲醇溶液以实现mof材料的原位生长。所得复合材料采用sem、tem、xrd和红外光谱等手段进行相关的结构表征。
（3）将树脂微球与mof纳米颗粒复合材料作为前驱体在石英管式炉中碳化，制得多孔碳材料，并采用sem、tem、bet、拉曼光谱和xps等材料测试手段进行相关的结构表征。
3. 研究计划与安排
（1）第1-4周：查阅相关文献资料，了解相关背景，翻译相关论文文献，在任务书的基础上，明确实验思路，确定实验方案，并完成开题报告，开题答辩。
（2）第5-8周：按照实验思路，利用hmta与间氨基苯酚合成表面具有丰富羟基的树脂微球，完成不同粒径的mof颗粒包覆树脂球的前驱体的制备和表征。
（3）第9-12周：探索碳化条件对构建超级电容器电极性能的影响，并测试其电化学性能。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] liangc, li z, dai s. mesoporous carbon materials: synthesis and modification[j] angewandtechemie international edition, 2010, 47(20): 3696-3717.
[2] zhengx u, luo j y, lv w, et al. two-dimensional porous carbon: synthesis andion-transport properties[j]. advanced materials, 2015, 27(36):5388-5395.
[3] tao y, xie x , lv w , et al. towards ultrahigh volumetric capacitance: graphenederived highly dense but porous carbons for supercapacitors[j]. scientific reports,2013, 3.
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