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摘要本论文中，主要研究了金属有机骨架化合物(MOF)与及其与氧化石墨烯(GO)、石墨烯(RGO)复合材料制备、表征在超级电容器电极上的应用。首先，通溶剂热合成方法分别制备Fe-MOF、和MOF/石墨烯（1％-15％）和MOF/RGO（15%的RGO）复合材料；其次，对所制备的样品进行XRD、SEM、TEM、FTIR分析表征；最后，以所得样品为活性物质制备电极，并进行CV曲线测试，监测其电容器性质。结果表明：通过水热反应可一直制备出具有多孔结果MOF及其石墨烯复合材料；当不同扫描速率（5mv/s-100mv/s）下测其电化学性能，发现在5mv/s下的加入5%GO的MOF复合材料，比电容最大，达到141.32F/g；此结果为多孔MOF结构材料开辟新的研究方向。20565
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毕业论文关键词： 金属有机骨架化合物；石墨烯；CV曲线；超级电容器
Abstract
In this paper, the preparation, characterization and the electrical property of MOF) and composites with oxide graphene (GO) and graphene (RGO) have been investigated in detail. Firstly, the MOF and its composites with GO(1%-15%) or RGO (15%) have been successfully fabricated by the hydrothermal solvent method. Secondly, the as-prepared samples were characterized by means of XRD, SEM, TEM and FT-IR to explore the microstructure, morphology respectively. Finally, the CV –curves have been applied to detect the supercapacitor property, using the as-prepared sample as active material. The results indicated that The CV-curves have been obtained at different scan rate. By calculation, the MOF with 5%GO specimen had the higher specific capacitance of 141.32F/g. The good electrical behavior in of porous MOF have open a new door to be used in supercapacitor.
Key words: MOF；super capacitor；electrode material；graphene
目 录
1绪论 1
1.1超级电容器的研究进展 1
1.1.1 超级电容器的简介 1
1.1.2 超级电容器的分类 2
1.1.3超级电容器的材料 2
1.2 石墨烯超级电容器材料 3
1.2.1 石墨烯的简介 3
1.2.2 石墨烯制备方法 4
1.2.3 石墨烯的应用 6
1.2.4石墨烯基超级电容器发展 6
1.3 MOF修饰石墨烯复合超级电容器材料 7
1.3.1 MOF的简介 7
1.3.2 MOF的制备 8
1.3.3 MOF作为超级电容器材料的研究进展 8
1.4 选题思路 9
2实验部分 11
2.1 实验原料及实验仪器设备 11
2.2 实验过程 12
2.2.1 Hummers合成石墨烯 12
2.2.2 水热法合成Fe-MOF 13
2.2.3 实验电极的制备 14
2.3 实验手段 15
2.3.1 X射线衍射测试 15
2.3.2 扫描电镜观察 15
2.3.3 电化学性能测试 15
3结果与讨论 16
3.1 Fe-MOF的合成及表征 16
3.1.1Fe-MOF的结构表征 16
3.1.2Fe-MOF的FT-IR分析 17
3.1.3形貌分析 18
3.1.4热稳定性分析 19
3.1.5 Fe-MOF的电化学性能分析 20
3.2 RGO的合成及表征 21
3.2.1 GO的形貌分析 21
3.2.2 RGO的形貌分析 22
3.2.3 RGO的红外分析 23
3.2.4 RGO的电化学性能分析 24
3.3 Fe-MOF/GO的合成及表征 26
3.3.1 GO含量对Fe-MOF/GO电化学性能的影响 26
3.3.2Fe-MOF/GO的结构表征 31