| Co金属有机骨架模板制备NiCo水滑石/泡沫镍复合材料及电容性能 |
| Preparation by Co metal-organic framework template and capacitive properties of NiCo-layered double hydroxide/nickel foam composites |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王晓亮 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | ningke@163.com | | 张多 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | | | 石雪梅 | 辽河油田培训中心, 盘锦 124000 | | | 乔心页 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | | | 程焱 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | | | 赵浩男 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | | | 常雷明 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | | | 于振秋 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | | | 黄传辉 | 徐州工程学院机电工程学院, 徐州 221000 | | | 杨绍斌 | 辽宁工程技术大学材料与工程学院, 辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心, 辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室, 阜新 123000 | lgdysb@163.com |
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| 摘要: 通过两步法先在泡沫镍(nickel foam，NF)上原位生长Co金属有机骨架(Co metal-organic framework，Co-MOF)纳米片阵列，再浸入不同浓度Ni2+离子溶液刻蚀Co-MOF纳米片，在NF表面得到NiCo水滑石(NiCo layered double hydroxide，NiCo-LDH)。NiCo-LDH/NF继承了Co-MOF纳米片结构形成一级纳米片阵列，并在一级纳米片表面形成次级纳米片褶皱。在2 mmolNi (NO3)2·6H2O溶液中刻蚀得到的NiCo-LDH/NF表现出高容量、高倍率性能，在电流密度为5 mA·cm-2时比电容为7764.5 mF·cm-2，电流密度为20 mA·cm-2时比电容为6098.2 mF·cm-2，容量保持率为78.5%，在20 A·g-1电流密度下经过5000次长循环后，容量保持率为85.9%。与活性炭组装的混合电容器达到38.9 Wh·kg-1的最大能量密度和8000.0 W·kg-1的最大功率密度。 |
| 关键词: 金属有机骨架化合物 层状双金属氢氧化物 超级电容器 复合材料 原位生长 |
| 基金项目: 国家自然科学基金项目(No.51974152)、辽宁工程技术大学学科创新团队支持项目(No.LNTU20TD‐9，LNTU20TD‐16)资助。 |
| Abstract: Using a two-step method,a Co metal-organic framework (Co-MOF) nanosheet array was grown in situ on nickel foam (NF),and then Co-MOF nanosheets were etched with different concentrations of Ni2+ ion solution to obtain NiCo layered double hydroxide (NiCo-LDH).NiCo-LDH/NF inherits the Co-MOF nano-sheet structure to form a primary nano-sheet array and a secondary nano-sheet fold on the surface of the primary nano-sheet.NiCoLDH/NF obtained by etching in 2 mmol Ni (NO3)2·6H2O solution showed a small number of thin and folded secondary nano-sheets grown on the primary nano-sheet array,exhibited a high capacitance and high rate performance,had a specific capacitance of 7764.5 and 6098.2 mF·cm-2 at a current density of 5 and 20 mA·cm-2,and capacitance retention rate of 78.5%.After 5000 cycles at a current density of 20 A·g-1,the capacitance retention rate was 85.9%.The hybrid capacitor assembled by NiCo-LDH/NF and active carbon achieved an maximum energy density of 38.9 Wh·kg-1 and a maximum power density of 8000.0 W·kg-1. |
| Keywords: metal-organic framework layered double hydroxide supercapacitors composite material in situ growth |
| 投稿时间：2022-06-12 修订日期：2023-03-02 |
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| 王晓亮,张多,石雪梅,乔心页,程焱,赵浩男,常雷明,于振秋,黄传辉,杨绍斌.Co金属有机骨架模板制备NiCo水滑石/泡沫镍复合材料及电容性能[J].无机化学学报,2023,39(4):607-616. |
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