摘要
随着经济与工业的飞速发展，传统的化石能源已经不能满足人们对能源的需求了，超级电容器以高功率密度和优异的循环寿命受到了人们的广泛关注。但超级电容器的能量密度较低，为了制备性能优异的超级电容器，本文以具有众多优点的金属有机框架(MOF)ZIF-67为前驱体，制备了Co3O4与氮掺杂碳的复合物(Co3O4/NC)、CoS与氮掺杂碳的复合物(CoS/NC)和NiCo2S4，用作超级电容器的正极材料，与活性炭组装为非对称超级电容器，并测试其电化学性能。 采用常温搅拌法制备了ZIF-67前驱体，通过两步煅烧法成功制备了具有中空多面体结构的Co3O4/NC复合材料。Co3O4/NC在1Ag-1电流密度下的比电容为1144.0Fg-1（远高于纯Co3O4的比电容215.0Fg-1），在20Ag-1下的比电容保持率为45.4％。Co3O4/NC//AC电容器在功率密度为1037.0wkg-1时，其最高能量密度40.0Whkg-1，以5Ag-1充放电循环10000次后的容量保持率为87.6％，具有良好的循环性能。 以ZIF-67为前驱体，通过一步化学气相沉积法(CVD)在三个硫化温度下成功制备了CoS/NC复合材料，结果表明最佳硫化温度为700℃，CoS/NC-700是由CoS纳米片与氮掺杂的碳骨架相结合形成的中空多面体结构。在1Ag-1电流密度下的比电容为789.0Fg-1，在20Ag-1时的比电容保持率为80.2％。CoS/NC-700//AC电容器在功率密度为620.0Wkg-1时，具有最高能量密度32.8Whkg-1，以5Ag-1充放电循环10000次后的容量保持率为89.2％,具有优异的循环性能。 以ZIF-67为前驱体，通过引入镍源（不加镍源作为对比）对其刻蚀，成功制备了NiCo-LDH、NiCo2S4和CoS2材料。结果表明NiCo-LDH和NiCo2S4是纳米花状结构，CoS2呈现纳米笼状结构。NiCo2S4电极具有最大的比电容，在1Ag-1电流密度下的比电容为2934.0Fg-1，在20Ag-1下的比电容保持率为51.1％。NiCo2S4//AC电容器在功率密度为993.0Wkg-1时，具有最高能量密度38.8Whkg-1，以5Ag-1充放电循环10000次后的容量保持率为81.2％,具有较好的循环性能。
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