The invention discloses a preparation method of porous ZnO_C supercapacitor composite electrode material. First, the vanillin zinc complex MOF material is synthesized by solvothermal method, and then the porous ZnO_C composite material is obtained by calcining it as a precursor material in high temperature and oxygen-free environment. The specific surface area of porous ZnO_C prepared by the preparation method is 450~500m2/g, which is used as electrode material. The maximum specific capacitance can reach 550Fg_1 when the current density is 5A g_1. After 3000 cycles of charging and discharging at high current density, 92~97% of the initial specific capacitance can be maintained and excellent performance can be achieved. The electrochemical performance and good cycling stability are suitable for electrode materials of supercapacitors.
【技术实现步骤摘要】
一种多孔ZnO-C复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于超级电容器
,具体涉及一种多孔ZnO-C复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
由于超级电容器可以在很短的时间内储存高能量并输送高功率,因此受到了世界各国研究人员的关注。迄今为止,碳材料,过渡金属氧化物和导电聚合物是传统超级电容器的电极材料,但是由于超级电容器的高性能发展,其应用受到限制。因此,开发具有高性能超级电容器的新型电极材料至关重要。研宄表明,ZnO可以被用作超级电容器电极材料,因其具有较高的电容值、较低的成本、绿色环保,且电化学性能稳定。但是,由于ZnO的电荷存储能力不够稳定,工作电压窗口狭窄,限制了ZnO材料在超级电容器领域的进一步应用,为了解决这一难题,科学家们曾经尝试向ZnO电极材料中引进碳材料,如石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、石墨碳纳米纤维以及碳阵列等。碳材料的引入增大了复合材料的双电层电容值和窗口电压范围,然而这种做法的缺陷是ZnO和碳材料之间的结合能力太差,导致电极材料在充放电过程中容易损坏,因此超级电容器的循环稳定性能也较差。因此,设计合成具有良好循环稳定性能和较高能量密度的ZnO复合碳材料电极迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种多孔ZnO-C复合材料,采用香兰素合锌配合物MOF材料进行高温绝氧煅烧获得,所得多孔ZnO-C的比表面积高,且ZnO与C之间的结合性能好,将其用作超级电容器电极材料,可表现出较高的能量密度和良好的循环稳定性能,适合推广应用。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种多孔ZnO-C复合材料,采用香兰素合锌配合物MOF材料 ...
【技术保护点】
1.一种多孔ZnO‑C复合材料,其特征在于,采用香兰素合锌配合物MOF材料进行绝氧煅烧而成;其比表面积为450~500m2/g。
【技术特征摘要】
1.一种多孔ZnO-C复合材料,其特征在于,采用香兰素合锌配合物MOF材料进行绝氧煅烧而成;其比表面积为450~500m2/g。2.根据权利要求1所述的多孔ZnO-C复合材料,其特征在于,所述香兰素合锌配合物MOF材料的化学式为Zn(C8H7O3)2(H2O)2,分子式为C16H18O8Zn,其结构特点是每一中心金属离子Zn2+与2个香兰素基中的酚羟基氧和甲氧基氧的4个氧原子以及2个水分子中的2个氧原子发生配位,形成分子配合物,配位数为6。3.根据权利要求1所述的多孔ZnO-C复合材料,其特征在于,所述香兰素合锌配合物的制备方法包括如下步骤:1)将锌盐和有机碱溶解于有机溶剂中,混合均匀得溶液Ⅰ;2)将香兰素溶解于有机溶剂中,混合均匀得溶液Ⅱ;3)在搅拌下将步骤1)所得溶液Ⅰ和步骤2)所得溶液Ⅱ混合均匀,得反应液,然后将反应液进行溶剂热反应,再经冷却、洗涤、干燥,得香兰素合锌配合物MOF材料。4.权利要求1~3任一项所述多孔ZnO-C复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)将锌盐和有机碱溶解于有机溶剂中,混合均匀得...
【专利技术属性】
技术研发人员:林志东,罗京,付萍,陈喆,
申请(专利权)人:武汉工程大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。