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双金属 MOF 尖晶石 NiMn2O4 花作为下一代超级电容器高效电极的实验和 DFT 研究
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects ( IF 4.9 ) Pub Date : 2022-09-27 , DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.130244
S. Kishore Babu , J. John Donald Raj , T. Vijayakumar , B. Gunasekaran
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更新日期:2022-09-27
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects ( IF 4.9 ) Pub Date : 2022-09-27 , DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.130244
S. Kishore Babu , J. John Donald Raj , T. Vijayakumar , B. Gunasekaran
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金属有机框架 (MOF) 最近已成为开发形态预先设计的金属氧化物纳米结构的有趣模板。MOF 对形貌具有出色的控制能力、极高的孔隙率和大表面积,这对超级电容器电极应用非常有利。我们报告了通过有效的溶剂热和随后的煅烧路线合成用于超级电容器电极的双金属 MOF 衍生的镍锰氧化物。通过 X 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM)、X 射线光电子能谱 (XPS)、热重分析 (TGA) 和 Bruner-Emmert-Teller (赌注)。我们进行了循环伏安法 (CV)、计时电位法 (CP)、在 1 M KOH 电解液中进行电子阻抗谱 (EIS) 测试,以检查制备样品的电化学特性。镍锰2 O 4电极材料在 1 A/g 电流密度下显示出 1387 F/g 的高比电容和显着的循环寿命(6500 次循环后电容保持率 80%),材料的多孔结构具有 84.3 m 的良好 BET 表面积2 /克。此外,我们进行了自旋极化从头算密度泛函理论计算,以研究尖晶石 NiMn 2 O 4的结构、电子和磁性结构体。我们的计算结果接近实验确定的结构参数,形成焓证实了尖晶石结构的热力学稳定性,ΔHF = -1.6 eV/atom。进一步研究了轨道投影电子结构,以了解费米区附近元素的贡献,这为进一步了解电子在我们系统特定能量区间的分布铺平了道路。目前的研究结果将有助于制造用于下一代超级电容器的双金属 MOF 衍生的金属氧化物纳米结构。

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