沸石咪唑酯骨架ZIF-62负极材料的制备及电化学性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,随着人们对能源与环境的意识加强,越来越多的学者开始致力于电化学转换与储存的相关研究,锂离子电池(lithium ion batteries,libs)便是最受研究者关注的新能源储能设备之一。目前人们所使用的锂电池主要是锂离子二次电池,其具有能量密度高、重量轻、无记忆效应、高循环寿命、环境友好等特点,满足了大多数数码设备对电池的需求,从而得到了普遍的应用。

电极材料是电池的核心,对于电池的性能起着至关重要的作用,对于锂电池的负极来说,需要选择能够满足其能量密度以及高循环寿命等特点的材料。现今,锂电池负极材料的研究主要集中于以下几个方面:碳材料、过渡金属氧化物和钛酸锂材料。石墨是最常用的碳电极材料,由于商用阳极石墨只能提供372 mahg-1这样相对较低的理论容量,因此,开发高容量的新型负极材料对提高未来锂离子电池性能具有重要意义。今后锂离子电池的重点仍然是通过研究开发新材料、寻找更理想的电极体系、对材料的微观结构和性能进行探索,制造出性能更加优良、价格低廉的新型电源以满足市场的需求。

沸石咪唑酯骨架材料(zifs)是一类具有沸石拓扑结构的新型金属有机骨架材料,它是由过渡金属离子zn2 和co2 等与含氮的咪唑类配体构筑而成的。zifs结合了沸石和mofs的优点,具有巨大的比表面积、可调控的结构和孔径,以及较好的热稳定性与化学稳定性。2002年以来,游效曾[1],陈小明[2]和yaghi[3]等研究组在对于zifs和合成研究取得了巨大的成果。基于zifs结构的优势,其具有高稳定和可控性、气体的吸附和分离特性、催化等特点,并在气体的储存和分离、传感器、光催化、储能材料甚至是药物输送方面,具有非常广阔的应用前景。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

以zif-62材料作为主要的研究对象,主要研究内容包括:

1、采用溶剂热的方法合成高品质的zif-62;

2、对合成好的zif-62进行材料物理性能的表征以及结构分析;

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3. 研究计划与安排

第1周:查阅zif及mof材料用于锂电负极材料的相关文献,了解选题相关发展情况。

第2周:根据所给文献,完成英文翻译,了解文献大致实验过程以及研究结果。

第3周:通过文献的阅读以及英文文献翻译,明确研究内容,了解选题对能源、环境等的影响,了解研究所需原料、仪器、设备和制备方法,确定实验方案,并完成开题报告。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]tian y q, cai c x, ji y, et al.[co5(im)10·2 mb]∞: a metal-organic open-framework with zeolite-like topology[j].angewandte chemie(international edition),2002,41(8):1384 - 1386.

[2]zhang j p,chen x m, et al.crystal engineering of binary metal imidazolate and triazolate frameworks[j].chemical communications,2006,(16):1689-1699.

[3] banerjee r, phan a, wang b, et al. high-throughput synthesis of zeolitic imidazolate frameworks and application to co2 capture [j]. science, 2008, 319: 939-943.

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