甘脲基多孔炭的合成及其電化學性能研究.pdf

1、超級電容器有高功率密度、循環(huán)壽命長等特性，在能源、交通等領域有廣闊的應用前景。電極材料是超級電容器最重要的組成部分之一，它對電容器的整體性能有決定性的影響。炭材料的來源廣泛，是目前使用最多的電極材料，然而用炭材料作電極材料的超級電容器比電容值較低，表現(xiàn)出較低的能量密度，因此如何改性炭材料成為研究熱點。為了提高電容器的電化學性能，要求炭材料有大的比表面積、合適的孔隙結構和良好的導電性。此外，炭材料表面官能團的存在也對超級電容器比電容有很大

2、影響，因此氮摻雜是目前常見的改性炭電極材料的手段之一。本文以氮原子含量較高的甘脲類材料作為炭前驅體，通過KOH活化制備氮摻雜多孔炭，并對其組成、結構和電化學性能進行研究。
　　以甘脲為炭前驅體制備超級電容器用多孔炭材料，考察了不同炭化溫度、活化溫度對多孔炭的組成、結構和電化學性能的影響。研究表明，通過調節(jié)炭化溫度可以控制多孔炭材料的孔隙結構，在炭化溫度為900℃，活化溫度為650℃的工藝條件下，制備出比表面積為1332.5m2/g

3、，總孔容為0.66cm3/g，其中微孔孔容為0.40cm3/g的多孔炭材料(G-900-650)，其氮含量為3.75 at％，氧含量為12.27 at％。該多孔炭在電解液為1M的H2SO4，電流密度為0.2A/g時，比電容達434F/g。電流密度增大到10A/g時，電容保持率達63.4％。
　　以四羥甲基甘脲為炭前驅體制備超級電容器用多孔炭材料，考察了不同炭化溫度、活化溫度對多孔炭的組成、結構和電化學性能的影響。研究表明，炭材料的

4、孔隙結構和組成與活化溫度有關。隨著活化溫度升高，炭材料的比表面積增大，微孔孔容減小，Nat％減少。在炭化溫度為850℃，活化溫度為650℃的工藝條件下，制備出比表面積為1113.4m2/g，總孔容為0.52cm3/g，其中微孔孔容為0.41 cm3/g的多孔炭材料(TA-850-650)，其氮含量為2.56 at％，氧含量為12.14at％。該多孔炭在電解液為1M的H2SO4，電流密度為0.2A/g時，比電容達527F/g。電流密度增大

5、到10A/g時，電容保持率達48.0％。
　　以四甲氧甲基甘脲為炭前驅體制備超級電容器用多孔炭材料，考察了不同堿炭比、炭化溫度和活化溫度對多孔炭的組成、結構和電化學性能的影響。研究表明，在活化時通過改變堿炭比也能控制多孔炭材料的孔隙結構。當m(KOH)∶ m(C)=3，炭化溫度為850℃，活化溫度為700℃的工藝條件下，制備出比表面積為1789.2m2/g，總孔容為0.89cm3/g，其中微孔孔容為0.48cm3/g的多孔炭材料(