MOF模板法合成氮掺杂碳材料用于增强电化学钠离子储存和去除

王卓 白雪 张可新 王鸿志 董家宝 高源 赵斌

引用本文: 王卓, 白雪, 张可新, 王鸿志, 董家宝, 高源, 赵斌. MOF模板法合成氮掺杂碳材料用于增强电化学钠离子储存和去除[J]. 物理化学学报, 2025, 41(3): 240500. doi: 10.3866/PKU.WHXB202405002 shu
Citation:  Zhuo Wang, Xue Bai, Kexin Zhang, Hongzhi Wang, Jiabao Dong, Yuan Gao, Bin Zhao. MOF-Templated Synthesis of Nitrogen-Doped Carbon for Enhanced Electrochemical Sodium Ion Storage and Removal[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2025, 41(3): 240500. doi: 10.3866/PKU.WHXB202405002 shu

MOF模板法合成氮掺杂碳材料用于增强电化学钠离子储存和去除

    通讯作者: Bin Zhao, Email: zhaobin@usst.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 22209114

    上海市教育委员会和上海市教育发展基金会晨光计划 21CGA56

    上海市自然科学基金 21ZR1445700

    上海市青年科技英才扬帆计划 21YF1430800

摘要: 电极材料在电容去离子技术中起到决定性作用,影响着盐离子的去除和电荷储存能力。本文通过碳化MOF-5和三聚氰胺的混合物,成功制备了氮掺杂的分级多孔碳,其中三聚氰胺起着氮源和造孔剂的双重作用。通过优化碳化温度,得到的MOF-5衍生纳米多孔碳(NPC-800),其不但保持着MOF-5原始的立方体形貌、还具有大的比表面积、高氮含量和良好的润湿性。NPC-800电极在0.2 A·g-1电流密度下具有91.8 mAh·g-1的高比容量。在5 A·g-1的电流密度下循环50000次,容量保持率为100%,展现出超长的循环稳定性。在500 mg·L-1的NaCl溶液,施加恒压1.2 V,NPC-800电极具有高的脱盐容量24.17 mg·g-1,快的脱盐速度2.8 mg·g-1·min-1和较稳定的再生循环能力。因此,以金属有机框架为模板合成氮掺杂的碳材料,能够有效增强钠离子的电化学储存和去除能力,有望成为电容去离子电极材料的最佳选择。

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  • 发布日期:  2025-03-15
  • 收稿日期:  2024-05-01
  • 接受日期:  2024-05-31
  • 修回日期:  2024-05-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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