改性碳?xì)饽z的超級電容器性能研究.pdf

1、碳?xì)饽z具有獨(dú)特的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、豐富的孔徑分布、超高的表面積和良好的導(dǎo)電性，被認(rèn)為是理想的超級電容器電極材料。超級電容器的電容性能主要依賴于電極材料的比表面積、孔徑分布和結(jié)構(gòu)性能。本文以碳?xì)饽z為前驅(qū)體，通過高溫碳化、活化劑活化及引入雜原子等手段對其改性制備了一系列碳材料。采用XRD、BET、SEM進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，研究了電化學(xué)性能。論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以碳?xì)饽z為前驅(qū)體，通過高溫碳化制備得到碳納米球，材料碳化前后BET

2、比表面積從83.20 m2 g-1增加到499.7 m2g-1，孔徑分布由無序變?yōu)橛行?。碳納米球的電容性能顯示，當(dāng)電流密度為0.5A g-1時(shí)，碳納米球CA-700的比電容為112.95 F g-1;在大電流密度5A g-1下循環(huán)1000圈后比電容保持率仍高達(dá)97.98％。
　　(2)以碳?xì)饽z為前驅(qū)體，三聚氰胺為氮源，通過高溫煅燒使其發(fā)生聚合反應(yīng)最終碳化制得氮摻雜碳納米球(N-CA)，氮含量19.95％，BET比表面積458 m

3、2 g-1。對氮摻雜碳納米球電容性能測試顯示，當(dāng)電流密度為0.5Ag-1時(shí)，N-CA的比電容為210.45 Fg-1，在大電流密度5A g-1下循環(huán)1000圈后比電容保持率仍高達(dá)88.56％。
　　(3)以碳?xì)饽z為前驅(qū)體，NaOH為活化劑，通過高溫活化最終制得蜂窩狀多孔碳(CA-850)， BET比表面積高達(dá)2492.6 m2g-1。對多孔碳電容性能測試顯示，當(dāng)電流密度為0.5Ag-1時(shí)，CA-850的比電容為299 F g-1

4、，在大電流密度5A g-1下循環(huán)1000圈后比電容保持率仍高達(dá)99％。
　　(4)以碳?xì)饽z為前驅(qū)體，尿素為氮源，通過高溫煅燒制得氮摻雜碳?xì)饽z(NCA-1-1)，進(jìn)一步使用KOH高溫活化制得氮摻雜蜂窩狀多孔碳，BET比表面積達(dá)1342.17 m2 g-1。對氮摻雜的多孔碳電容性能測試顯示，當(dāng)電流密度為0.5A g-1時(shí)，NCA-1-1的比電容為276.05 F g-1，在大電流密度5A g-1下循環(huán)1000圈后比電容保持率仍達(dá)9