利用模板法合成氮掺杂多孔炭材料及超电容性能研究.ppt

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1、利用模板法合成氮掺杂多孔炭材料及超电容性能研究超级电容器近年来便携式电子设备迅速增长，混合动力电动汽车快速发展，传统能量存储与转化器件已不能满足实际应用的需求，超级电容器应运而生。它是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型的储能器件，具有比电池大很多的功率密度和次传统电容器高得多的能量密度。炭电极材料简介电极材料的选取是影响超级电容器性能的决定性因素。金属氧化物中RuO2的性能最佳但是它非常昂贵，其他的比较便宜的氧化物如NiO不能使用在0.6伏以上的电势窗口，此外，它们大多的导电性不是很好；导电聚合物的循环寿命较短；然而，炭材料具有稳定的物理化学性质，低成本性和良好的导电性等特点

2、，因此，炭是最有前景的用作电极材料的材料。模板炭如表所示，以活性炭和模板炭化法作超级电容器电极材料，表现出的电化学性能较好。氮掺杂多孔炭材料的制备方案后处理法炭化/活化富氮前驱体氨气、氨水、尿素和氨基酸等三聚氰胺、聚吡咯、明胶、聚丙烯酰胺和含氮生物质利用硬软双模板法制备多孔炭材料及其电化学性能研究PF-Zn-PVB-1:5:1样品的FESEM图像(a-b)和HRTEM图像(c-d)a本章亮点双模板炭化法是一种简单有效的制备高比表面积多孔炭材料的方法。合成的多孔炭材料比表面积达到864m2g–1，孔容达到0.76cm3g–1，电化学稳定性能非常优异。直接炭化，不用后续处理就可以得

3、到多孔炭材料。硝酸锌和酚醛树脂非常便宜，易于工业大规模生产。3.利用模板法制备多孔炭材料及其电化学性能研究*立方相MgOSampleBETsurfacearea(m2g–1)totalporevolumeaverageporewidthtotalSmicroSext(cm3g–1)(nm)carbon-Mg-7008621377251.537.1carbon-Mg-80010511489031.937.4carbon-Mg-9009421447981.908.0SampleC(at.%)O(at.%)carbon-Mg-70091.228.78carbon-Mg-80092.10

4、7.90carbon-Mg-90092.597.41(a)carbon-Ca-700;(b)carbon-Al-700;(c)carbon-Al-800(d)carbon-Al-900(a)carbon-Ca-700;(b)carbon-Al-700;(c)carbon-Al-800and(d)carbon-Al-900SampleBETsurfacearea(m2g–1)totalporevolumeaverageporewidthtotalSmicroSext(cm3g–1)(nm)carbon-Ca-7002851251600.578.0carbon-Al-90015568

5、127440.972.5本章亮点在制备氮掺杂多孔炭方面，模板法即简单又有效并且重复性好，无需任何物理和化学活化。聚丙烯酸钠非常低廉，具有大规模实际应用的潜力。聚丙烯酸酯金属络合物可以扩展到其他类型的金属离子，如Zn+，Mn2+，Fe3+等等。合成的多孔炭材料比表面积达到942m2g–1，孔容达到1.9cm3g–1，电化学性能非常优异。谢谢