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当前社会新能源的广泛应用与电子设备和电动汽车的不断发展,对储能系统和动力电池性能提出了更高的要求。本论文针对目前超级电容器比容量较低、电极活性物质成本高、充放电速度慢等问题,提出开发一种新型碳电极材料。金属有机框架(MOF)材料结构具有可以自主调节、孔隙度高、结构有序、比表面积大、易于合成等优点,且碳化MOF材料的过程,结构和本身特有性能不发生改变,因此可以通过碳化金属有机框架前驱体作为制备具有介孔、微孔杂合的3D碳材料。本论文采用Al基MOF作为前驱体制备多孔碳,该方法生产成本较低、制备的多孔碳材料具有椭球形的新型结构,比表面积较大、热稳定性较高、且电化学性能优于其他碳材料。本论文的主要研究内容如下:1、首先选取硝酸铝(Al(NO3)3)和均苯三甲酸(H3BTC)通过水热法合成均苯三甲酸铝(Al-BTC),然后高温碳化Al-BTC制备多孔碳材料。扫描电镜(SEM)、BET吸附等温测试(BET)、X射线衍射(XRD)、恒流充放电等测试结果表明,由Al-BTC作前驱体制备多孔碳的最佳条件是Al-BTC的合成温度是120 ℃,合成时间是9h,Al-BTC的焙烧温度是800 ℃,焙烧时间为2h。采用恒流充放电测试表征其电化学性能,当电流密度为1Ag-1时,给出306.4Fg-1的比电容,电流密度增加至100Ag-1时,比电容为190.4Fg-1,以50Ag-1充放电循环50000次后,比电容仅下降约5.0%。2、在以上多孔碳的基础上分别研究KOH和HN03活化对电化学性能的影响。实验结果表明,KOH活化最佳条件是825 ℃活化lh,活化后电化学性能得到提高,当电流密度为1 A g-1时,比电容为321.6 Fg-1,比没有经过KOH处理的多孔碳比电容提高了 6.7%。HN03活化的最佳条件是5 M HNO3,活化后的材料在1 A g-1时的比电容为326.4 Fg-1。3、最后在Al-BTC前驱体的基础上,研究了不同氮源和氮掺杂比例对多孔碳性能的影响。实验结果表明,添加质量比为8:1的三聚氰胺作为氮源制得的氮掺杂多孔碳材料具有最好的电化学性能,在1 A g-1时比电容达到331.1 F g-1,并且经过50000次恒流充放电比电容衰减仅为4.8%。