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金属有机框架衍生分级多孔碳的制备及其电容脱盐行为研究的任务书
任务书
题目：金属有机框架衍生分级多孔碳的制备及其电容脱盐行为研究
研究背景
化石能源的枯竭和环境污染日益严重，能源和环境问题已成为全球面临的重要挑战。同样，随着信息技术和电子设备的快速发展，对于高性能储能材料的需求也日益增长。由于传统的电化学储能材料的局限性，研究新型电化学储能材料，特别是基于超级电容器的电化学储能材料，已经成为氢能、风能和太阳能等可再生能源系统的重要组成部分。
因此需要在研究材料的体积密度、比表面积和基本电化学性质方面进行进一步的探索。分级多孔碳一直以来都是一种优秀的电容材料，但其制备和工艺上还存在一些问题，而金属有机框架经过炭化等后又得到了新的性能的提升。因此，将金属有机框架衍生为分级多孔碳，具有制备工艺简单、性能高效、成本低廉等优点，成为当前的研究热点之一。本研究力图通过探究金属有机框架衍生分级多孔碳的制备和电化学储能行为，为电容材料的开发和应用提供一定的理论和实验依据。
研究内容
本研究的主要内容包括以下两个方面：
1.金属有机框架衍生分级多孔碳的制备
金属有机框架作为一种新型的多孔材料，其各种性质的研究也是当前的研究热点之一。金属有机框架衍生分级多孔碳具有可控的孔结构和高有机材料炭化产物的比表面积等优点，因此研究其制备工艺和材料结构对其性能的影响，对于实现材料性能优化具有重要作用。
本研究力图通过研究不同条件下金属有机框架的制备工艺以及不同炭化条件下的材料结构进行比较，探究其制备工艺和结构对分级多孔碳的性能的影响。具体步骤如下：
-合成金属有机框架；
-对金属有机框架中的有机框架进行化学修饰以及选择性的炭化控制，制备具有分级多孔结构的多孔碳；
-通过实验仪器和手段对制备的多孔碳进行表征分析。
2.已制备的金属有机框架衍生分级多孔碳的电容脱盐行为研究
针对制备出的金属有机框架衍生分级多孔碳，研究其电容脱盐行为对于材料性质的影响。为了更好地探究分级多孔碳的电容脱盐行为，需要完成以下过程：
-制备电容测试用的金属有机框架衍生分级多孔碳；
-对材料进行优化的电容测试工艺和方法，检测其电容脱盐性能；
-应用材料学理论，探寻材料电容脱盐行为的机理，并阐明其和材料物理结构的关系。
研究方法
本研究采取以下研究方法：
1.获得金属有机框架
采用改良后的对苯二酚法合成多种金属有机框架，并对其物化性质进行表征和分析。
2.改良制备分级多孔碳方法
设定一系列实验参数来改良制备金属有机框架衍生分级多孔碳过程，并对制备出的材料进行表征和分析。
3.电容脱盐性能分析
制备并测量已经优化的材料的电容行为，并通过电化学技术和表征方法分析其性质，探究电容脱盐行为的机理和特点。
4.材料结构关系的探究
利用电学、形态学、物理化学和材料分析技术，探究材料物理结构和电容脱盐行为的关系，为理解材料性质和设计更好的分级多孔碳做出贡献。
进度安排
任务进度有限，按以下步骤进行：
1.第一年：
-改良并完成金属有机框架的合成和物性学表征；
-初步研究制备金属有机框架衍生分级多孔碳的方法和工艺，收集资料；
-初步探索金属有机框架衍生分级多孔碳的电容脱盐性能分析方法和理论。
2.第二年：
-优化制备金属有机框架衍生分级多孔碳的方法和工艺，制备优质材料；
-实验分析金属有机框架衍生分级多孔碳的电容脱盐性能，并进行初步消息发表。
3.第三年：
-完善材料电容脱盐性能分析方法和理论；
-逐步揭示材料物理结构和电容脱盐行为的关系，并用于指导材料制备和使用。
参考文献
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