ZIF-8衍生柔性多孔炭材料的制备及其电容性能研究

作者：赵广震; 宁珂; 史慧敏; 姜振龙; 江涛; 赵健; 朱光^*; 杨杰; 王红艳^*

来源：材料研究与应用, 2022, 16(04): 537-545.

DOI：10.20038/j.cnki.mra.2022.000405

• ZIF-8
• 多孔炭纤维
• 比电容
• 超级电容器

随着柔性可穿戴电子器件的迅速发展，柔性储能电极材料引起众多学者们的广泛关注。金属有机框架结构(MOFs)衍生物具有优异的储能性能，但其本征无柔性的物理特性亟需解决。采用静电纺丝技术将ZIF-8结构单元嵌入纤维结构中，获得高电容性能柔性多孔炭纤维。同时，探究了ZIF-8的嵌入量(CF-ZIF-8-1.2)对柔性多孔炭纤维结构及电容性能的影响。实验结果表明：柔性多孔炭纤维CF-ZIF-8-1.2的比电容可以达到425.5 F·g-1(电流密度为1 A·g-1)，并呈现出较小的电荷转移电阻(Rs=0.06Ω)和接触电阻(Rct=2.31Ω)，这主要归因于CF-ZIF-8-1.2具有较大的比表面积(212.83 m2·g-1)、相对丰富的孔隙结构和丰富的N和O原子共掺杂。随后，进一步将其组装成对称柔性超级电容器(CF-ZIF-8-1.2//CF-ZIF-8-1.2)，其能量密度高达7.6 Wh·kg-1(功率密度为250 W·kg-1)，在不同弯曲角度和扭曲下呈现出优异的电容保持率(97%以上)，说明柔性多孔炭纤维电极材料具有优异的柔性和稳定性。因此，CF-ZIF-8-1.2柔性多孔炭纤维材料具有潜在应用前景。

• 单位
  宿州学院