合成和优化基于Ni的纳米金属有机框架作为超级电容器的优质电极材料
Carolina Manquian1,2, Alberto Navarrete1,2, Leonardo Vivas2,3
1Department of Metallurgical Engineering, Faculty of Engineering, University of Santiago of Chile (USACH), Av. Lib. Bernardo O'Higgins 3363, Estación Central, Santiago 9170022, Chile.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|February 23, 2024
概括
本研究详细介绍了一种新方法,用于合成基于纯的金属有机框架 (NiMOFs),用于储能. 使用新联体和超声波的优化水热合成产生了没有杂质的高性能NiMOF.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 由于其独特的特性,金属有机框架 (MOF) 作为储能设备的电极材料具有前景.
- 在MOF合成中的挑战包括实现相纯度和避免杂质,这阻碍了工业应用.
- 基于的MOF (NiMOF) 在合成过程中经常遭受氧化物形成的影响,影响性能.
研究的目的:
- 开发一种用于纯NiMOFs的简单且可控的合成方法.
- 为了优化NiMOF晶体生长的热水合成参数.
- 为了研究一个很少使用的连接体和超声波对NiMOF纯度和电化学性能的影响.
主要方法:
- 使用化和H2bdt连接体在1:1的比率下进行NiMOF的热水合成.
- 优化反应温度 (100,150,200°C) 和引入磁.
- 在炉子处理之前应用超声波,以确保相位纯度.
主要成果:
- 纯相NiMOFs在没有杂质或氧化物形成的情况下成功合成.
- SEM分析揭示了具有矩形镜形状的纳米NiMOF,平均尺寸分别为126.25nm,176.0nm和268.4nm,分别在100,150和200°C时.
- 电化学测试显示,在1A/g时的特定容量为606.62F/g,307.33F/g和287.42F/g,对于分别在100,150和200°C合成的材料.
结论:
- 使用H2bdt配体和超声波的优化水热合成是生产纯NiMOFs的有效方法.
- 合成的NiMOF在储能应用中表现出有前途的电化学性能.
- 这种方法解决了NiMOF合成的关键挑战,为潜在的工业用途铺平了道路.
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