پديد آورنده :
ساكي، مليكا
عنوان :
تهيه و مشخصهيابي نانوكامپوزيتهاي هسته-پوسته ZIF-67/CuCo2S4 و بررسي عملكرد ابرخازني آنها
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 66ص : دمصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
ابرخازن , نانوساختار هسته-پوسته , CuCo2S4 , ZIF-67 , ذخيره سازي انرژي , عملكرد الكتروشيميايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/09/10
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/09/11
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، نانوكامپوزيتهاي هسته-پوسته بر پايهي CuCo₂S₄و ZIF-67 با روشهاي مختلف تهيه و بهصورت سيستماتيك مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج آناليزهاي ساختاري XRD)، FT-IR، BET،(FE-SEM/EDX تشكيل موفق فازهاي بلوري خالص و ساختارهاي متخلخل را تاييد كردند. بررسيهاي BET نشان داد كه نمونهي CuCo₂S₄@ZIF-67 (80:20) با سطح ويژهي 378 مترمربع برگرم بيشترين مساحت سطح را دارد. با اين حال، نمونهي ZIF-67@CuCo₂S₄ (20:80) با وجود سطح ويژهي كمتر (61 مترمربع برگرم)، عملكرد الكتروشيميايي برتري از خود نشان داد كه ناشي از توزيع متوازن ريز و مزوحفرهها و بهبود نفوذپذيري يونها بود. آزمونهاي الكتروشيميايي CV)، GCD، (EIS نشان دادند كه ساختار الكترود نقش مهمتري نسبت به مساحت سطح بهتنهايي دارد. الكترود ZIF-67@CuCo₂S₄ (20:80) با دستيابي به ظرفيت ويژهي 08/501 فاراد برگرم عملكرد چشمگيري ارائه داد كه ناشي از اثرات همافزايي بين پوستهي رساناي CuCo₂S₄ و هستهي متخلخل ZIF-67 بود و ساختار هسته-پوسته معكوس عملكرد ضعيفتري داشت. همچنين افزودن پليآنيلين (PANI) كه با هدف افزايش رسانايي صورت گرفت، بهدليل محدود شدن دسترسي يونها، باعث كاهش كارايي شد. يافتههاي اين پژوهش نقش كليدي ساختاردهي نانوساختار را در طراحي ابرخازنهاي هيبريدي برجسته ميكند؛ جايي كه ساختار بهينهي هسته-پوسته ميتواند محدوديتهاي مواد را جبران كرده و تعادلي ميان رسانايي، تخلخل و رفتار شبهخازني برقرار سازد. الكترودهاي تهيهشده در اين پژوهش در دستهي ابرخازنهاي هيبريدي قرار ميگيرند كه مكانيسم غالب ذخيرهسازي بار آنها شبهخازني است.
چكيده انگليسي :
In this work, core–shell nanocomposites based on CuCo₂S₄ and ZIF-67 were synthesized with different architectures and systematically characterized. Structural analyses (XRD, FT-IR, BET, FE-SEM/EDX) confirmed the successful formation of pure crystalline phases and porous architectures. Interestingly, BET results revealed that the sample CuCo₂S₄@ZIF-67 (80:20) had the highest specific surface area (378 m² g⁻¹). In contrast ZIF-67@CuCo₂S₄ (20:80), despite its lower surface area (61 m² g⁻¹), exhibited superior electrochemical performance due to a balanced micro and mesoporous structure that facilitated ion diffusion. Electrochemical tests (CV, GCD, EIS) demonstrated that electrode architecture plays a more critical role than surface area alone. The ZIF-67@CuCo₂S₄ (20:80) electrode achieved a remarkable specific capacitance of 501.08 F g⁻¹, attributed to the synergistic effects of the conductive CuCo₂S₄ shell and the porous ZIF-67 core. The reverse configuration showed inferior performance. Moreover, the incorporation of polyaniline (PANI), though intended to enhance conductivity, resulted in decreased performance due to restricted ion access. These findings highlight the crucial role of nanostructure engineering in hybrid supercapacitors, where optimized core–shell architectures can overcome material limitations and balance conductivity, porosity, and pseudocapacitance. The synthesized electrodes belong to the category of hybrid supercapacitors, dominated by pseudocapacitive charge storage.
استاد راهنما :
غلامحسين محمدنژاد شيرازي , مريم زارع
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان , مسعود عطاپور
استاد داور :
كاظم كرمي , اسماعيل حيدري