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金属-有机配位聚合物因为其在气体存储、发光材料、离子交换、催化剂、磁性材料、传感器等领域具有不可估量的应用前景,超分子配位聚合物的自组装策略是近些年来该领域研究者的探索重点之一。本论文选择4-(4-羧基苯基)-2,2:6,2"-三联吡啶配体通过调控实验条件合成2个结构新颖的金属有机六元环,并对其自组装策略进行了探究。而另一方面,化石燃料资源的日益枯竭以及这些年来日趋严峻的环境污染问题促使研究者迫切摸索新型的可持续和再生洁净能源技术。作为新型的能量储存设备,超级电容器由于其具有高能量密度、高功率密度、优异的循环稳定性、污染小等优点而引起人们的普遍关注。性能优异的电极材料是超级电容器的技术发展的重要因素,研发高性能的新型碳材料具有重要的现实意义。金属有机骨架(MOFs)因其具有高表面积、高孔隙率、孔径可调等优点,被视为用于制作超级电容器电极的多孔碳材料的潜在模板。本论文选用Zn8(ad)4(BPDC)6O·2Me2NH2,8DMF,11H2O(bio-MOF-1,ad=腺嘌呤,BPDC=4,4-联苯二甲酸,DMF=N,N-二甲基甲酰胺)作为模板直接碳化制备具有不同结构的多孔碳材料,并对其电化学性能进行研究。本论文共分为四章。 第一章,绪论部分,介绍了金属-有机配位聚合物研究现状和金属-有机骨架(MOFs)衍生的碳材料及纳米结构功能材料的合成和应用,尤其是锌-有机六元环配合物的研究进展。并对本文所用的有机配体研究现状进行了总结,概述了bio-MOF-1和超级电容器,最后简介了本论文的立题意义和及其研究内容。 第二章,基于4-(4-羧基苯基)-2,2:6,2"-三联吡啶金属-有机配位聚合物的合成、结构及性质的研究。结果表明得到的配位聚合物为新颖的六元金属有机大环。该大环的合成拓展了合成大环聚合物的策略。 第三章,以bio-MOF-1为前驱体,通过在氮气保护下不同温度下的直接碳化得到系列氮掺杂多孔碳,详细研究了不同温度下得到的多孔碳材料的结构、石墨化程度、氮含量、形貌、比表面积、孔径分布的变化。所得到的多孔碳用于电极材料并研究材料的电化学性能。这是首例以bio-MOF-1为模板制备多孔碳并用于超级电容器的电极材料。在600℃得到的多孔碳NPC-BM1600具有较高的氮含量,达到16.4 at.%。同时,在1M硫酸电解质中,在0.2 A g-1的电流密度下,它的比电容达到327 F g-1。特别提出的是,这个值比以前所有报道的MOFs衍生的多孔碳制备的电极的电容都高。NPC-BM1600不但具有高电容,还具有优良的循环稳定性和导电性。 第四章,总结与展望。