辐射合成镧系基导电金属有机骨架及其赝电容性能OA
Radiation synthesis of lanthanide-based conductive metal-organic framework and their pseudocapacitive performance
本研究采用伽马辐射技术合成镧系基导电金属有机骨架(Ho-HHTP),并探讨其赝电容性能.粉末X射线衍射证明Ho-HHTP的成功合成.高分辨透射电子显微镜进一步揭示其纳米片状形貌和一维孔道结构.电化学性能测试表明Ho-HHTP的循环伏安曲线呈现典型对称氧化还原峰,且电荷存储以表面赝电容为主导,在30 mV/s扫速下赝电容占比达82.18%;此外,在1 A/g电流密度下,Ho-HHTP 的比电容达215.5 F/g,且高电流密度下仍保持良好倍率性能.电化学阻抗谱测试表明Ho-HHTP 的欧姆阻抗(~2.5 Ω)与电荷转移阻抗(~3.8 Ω)较低,且充电过程中电荷转移和离子扩散保持平稳.本研究为镧系基导电MOF的高效合成提供新的策略,且所合成的Ho-HHTP展现出优异的电化学性能,为高性能超级电容器的开发提供新型候选材料.
In this study,a lanthanide-based conductive metal-organic framework(Ho-HHTP)was synthesized via gamma-ray irradiation technology and systematically evaluated for its pseudocapacitive behavior.Powder X-ray diffraction confirmed the successful synthesis of Ho-HHTP,while high-resolution transmission electron microscopy revealed its ultrathin nanosheet-like morphology and well-defined one-dimensional channel architecture.Cyclic voltammetry analysis showed typical symmetric redox peaks indicating dominant surface-controlled pseudocapacitive charge storage.Quantitative kinetic analysis revealed that the pseudocapacitive contribution accounted for 82.18%of the total capacitance at a scan rate of 30 mV/s.Electrochemical measurements further demonstrated a high specific capacitance of 215.5 F/g at 1 A/g,along with robust rate capability—retaining substantial capacitance even at elevated current densities.Electrochemical impedance spectroscopy indicated low ohmic resistance(~2.5 Ω)and charge-transfer resistance(~3.8 Ω),corroborating efficient interfacial charge transfer and rapid ion diffusion kinetics.Collectively,this work presents a radiation-enabled synthetic route for lanthanide-based conductive MOFs and establishes Ho-HHTP as a highly promising electrode material for next-generation supercapacitors.
张凯;颜伟;迟焕哲;龙译文;韩泓炜;吴茂生;张明星;吴国忠
中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||中国科学院大学 北京 100049中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||中国科学院大学 北京 100049中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||上海科技大学物质科学与技术学院 上海 201210中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||兰州大学核科学与技术学院 兰州 730000中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||兰州大学核科学与技术学院 兰州 730000中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||上海科技大学物质科学与技术学院 上海 201210苏州大学放射医学与辐射防护国家重点实验室 放射医学及交叉研究院(RAD-X)江苏省高等学校医学协同创新中心 苏州 215123中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800||中国科学院大学 北京 100049
能源科技
辐射合成镧系元素导电MOF超级电容器
Radiation synthesisLanthanidesConductive MOFSupercapacitor
《辐射研究与辐射工艺学报》 2026 (2)
94-103,10
国家自然科学基金(22176194、12305397)、科学挑战专题基金(TZ2018004)与新型海水提铀材料设计制备及性能验证研究 Supported by National Natural Science Foundation of China(22176194,and 12305397),Science Challenge Project(TZ2018004),and Design,Preparation and Performance Verification of New Uranium Extraction Materials from Seawater
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