同构MOFs复合氧化石墨烯电极材料构筑高性能超级电容器

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单位山西师范大学化学与材料科学学院磁性分子与磁信息材料重点实验室;
来源无机化学学报
出版年2021
期号11
摘要
在水热条件下一步自组装合成系列同构X-MOF(X_6O(TATB)_4(H~+)_2·(H_2O)_8·(DMF)_2,X=Zn、Co、Ni;H_3TATB=4,4',4″-s-triazine-2,4,6-triyl-tribenzoic acid;DMF=N,N-二甲基甲酰胺)和氧化石墨烯(GO)的复合材料(X-MOF@GO),并探究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。通过X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜测试证明GO和MOFs复合成功。其中,性能最优的Ni-MOFs@1.5GO(GO的添加量为1.5 mL)的比电容高达694.8 F·g~(-1)(0.5 A·g~(-1)),约是Ni-MOF的2倍。电化学测试结果表明:复合材料X-MOF@1.0GO较其原MOF表现出更大的比电容和更好的倍率性能。在3.5 A·g~(-1)的电流密度下,1 000次循环充放电后,Ni-MOFs@1.0GO仍保持初始比电容量的81.2%。与活性炭(AC)组装的非对称超级电容器Ni-MOF@1.5GO//AC的性能最优,其功率密度为754.3 W·kg~(-1)时,能量密度为15.4 Wh·kg~(-1),且循环3 000次后比电容保持率约为70.0%,显示出较长的循环寿命。

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