DOI: 10.1016/j.mtchem.2022.100896

具有较高能量密度和功率密度的超级电容器（SCs）一直是研究的热点。在此，本文报道了一种柔性多孔碳膜超级电容器，该超级电容器由聚丙烯腈（PAN）与γ-环糊精-MOF（γ-CD-MOF）静电纺丝，然后在900℃下碳化制备而成。BET结果表明，该超级电容器保留了γ-CD、γ-CD-MOF骨架，以及由纺成纤维形成的尺寸分别为0.73、1.09和23-186nm的孔隙，其表面积高达134.7m2/g。分层多孔结构确保了快速的电荷转移和离子扩散，从而使PAN/γ-CD-MOF碳电极具有283.3F/g的高容量。此外，超级电容器的能量密度高达17.5Wh/kg，功率密度高达6kW/kg。值得注意的是，它在6000次循环后仍表现出良好的循环稳定性，电容保持率为97.5%。总体而言，这项工作提供了一种构建超级电容器用柔性多孔碳膜的超分子策略。

图1.静电纺丝法制备PAN/γ-CD-MOF碳膜的示意图。

图2.γ-CD-MOF的表征。（a）γ-CD-MOF的SEM图像，（b）TEM图像，（c）模拟晶体衍射图，以及所制备γ-CD-MOF的X射线粉末衍射图，（d）FT-IR光谱，（e）N2吸附/解吸等温线，和（f）孔径分布。

图3.PAN/γ-CD-MOF碳膜的表征。（a）照片和柔性演示，（b）SEM图像，（c）EDS元素映射分析，和（d）TEM图像。

图4.PAN/γ-CD-MOF碳膜的表征。（a）N2吸附/解吸等温线，（b）孔径分布，（c）拉曼光谱，以及（d）使用PAN/γ-CD-MOF碳膜作为电线点亮灯泡的照片。

图5.PAN/γ-CD-MOF碳膜的XPS。（a）XPS光谱，（b）C1s XPS光谱，（C）O1s XPS光谱和（d）N1s XPS光谱。

图6.PAN/γ-CD-MOF碳膜电极的电化学性能。（a）电极的阻抗谱。（b）不同扫描速率下电极的CV曲线。（c）不同电流密度下电极的GCD曲线。（d）根据GCD曲线计算的电极比电容与电流密度的函数关系。（e）电极在200mV/s扫描速率下的循环性能。（f）电极在第1、3000和6000次循环时的CV曲线。

图7.基于两个PAN/γ-CD-MOF碳膜电极的对称SC的电化学性能。（a）对称SC的阻抗谱。（b）对称SC在不同扫描速率下的CV曲线。（c）对称SC在不同电流密度下的GCD曲线。（d）根据GCD曲线计算的对称SC比电容与电流密度的函数关系。（e）对称SC在200mV/s扫描速率下的循环性能。（f）电极在第1、3000和6000次循环时的CV曲线。