【摘 要】
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超级电容器作为一种充电速度快、功率密度高、循环寿命长的新型储能装置,受到了广泛关注,其性能主要取决于电极材料的化学成分和微观结构。超级电容器根据储能机制分为双电层电容器和赝电容器,碳材料常被用作双电层电容材料,过渡金属氧化物、硫化物作为赝电容电极材料。为提高超级电容器性能,复合材料常被用作超级电容器材料。由于沸石咪唑框架（ZIFs）材料具有比表面积大、孔隙率高、结构多样等优点常被用作碳材料或金属氧
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超级电容器作为一种充电速度快、功率密度高、循环寿命长的新型储能装置,受到了广泛关注,其性能主要取决于电极材料的化学成分和微观结构。超级电容器根据储能机制分为双电层电容器和赝电容器,碳材料常被用作双电层电容材料,过渡金属氧化物、硫化物作为赝电容电极材料。为提高超级电容器性能,复合材料常被用作超级电容器材料。由于沸石咪唑框架（ZIFs）材料具有比表面积大、孔隙率高、结构多样等优点常被用作碳材料或金属氧化物的前驱体或纳米材料的载体。本课题在镍泡沫上原位合成ZIFs用作前驱体及模板,合成金属氧化物和硫化物纳米材料,充分利用纳米材料的协同效应,获得电化学性能优异的超级电容器电极材料。具体工作如下:（1）聚多巴胺帮助ZIF-8原位定向合成在镍泡沫上,ZIF-8在氮气流下500°C热解得ZIF-8-Zn O,用水热法将Mn O2纳米花修饰在ZIF-8-Zn O的杂化材料上,所制备的无粘合剂电极（NF/ZIF-8-Zn O/Mn O2）用在超级电容器中表现出优异的电化学性能,在2 A g-1下的比电容为2005 F g-1和循环4000次后电容保持90.74%。此外,NF/ZIF-8-Zn O/Mn O2//活性炭（AC）不对称对称超级电容器的能量密度为70.57 Wh kg-1,功率密度为112.45 k W kg-1。这些结果表明,由于ZIF-8,Zn O和Mn O2的协同作用,NF/ZIF-8-Zn O/Mn O2是一种很有前途的超级电容器材料。（2）用硫代乙酰胺通过水热法硫化生长在镍泡沫上的ZIF-67,通过水热法将Mn O2纳米花修饰在NF/Co S,制备了由薄纳米片修饰的NF/Co S/Mn O2复合材料,呈现出独特的三维的立体花状形貌,与单独的硫化钴（NF/Co S）相比,具有孔隙率和比表面积更大以及结构更加稳定的特点。能量密度可达35.8 Wh kg-1,当功率密度达8014 W kg-1时,能量密度仍有11.13 Wh kg-1。当10 A g-1电流密度下循环5000次后,比电容保持率为80.95%。（3）以ZIF为前驱体,电沉积制备自支撑NF/Ni Co-LDH电极并进行优化,最佳电沉积时间（50 s）及镍钴比（3:2）。在通过水热进行硫掺杂制备NF/Ni Co-SOH。由于Ni,Co的协同效应且材料导电性的提高,NF/Ni Co-SOH比电容最大为830.20 F g-1,在5 A g-1下循环8000次后保留89%的电容。这种镍泡沫上的珊瑚状镍钴羟基硫化物纳米片阵列（Ni Co-SOH）,有望成为超级电容器的无粘合剂正极。
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