氮掺杂高比表面多孔碳的一步化学活化法制备及其超电容性能

作     者：辛冉冉 缪杭锦 姜伟 胡庚申 XIN Ran-Ran;MIAO Hang-Jin;JIANG Wei;HU Geng-Shen

作者机构：浙江师范大学物理化学研究所先进催化剂材料教育部重点实验室 

出 版 物：《无机化学学报》 (Chinese Journal of Inorganic Chemistry)

年 卷 期：2019年第35卷第10期

页      面：1781-1790页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：浙江省自然科学基金(No.LQ13G020010,LY16B070001) 国家自然科学基金(No.21203167)资助项目 

主　　题：聚氨酯 发泡剂 KOH活化 碳 超级电容器 

摘      要：以聚氨酯发泡剂为碳源和氮源,以氢氧化钾为活化剂,采用一步化学活化法制备了具有高比表面积的氮掺杂活性炭。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、光电子能谱(XPS)对碳材料的微观形貌、组成、比表面积和孔道结构进行了表征。结果表明,在700℃活化的碳材料FC700具有最高的比表面积(2740m^2·g^-1)和最大的孔容(1.27cm^3·g^-1),这归因于KOH与泡沫的充分相互作用。在以6.0mol·L^-1KOH为电解液的三电极体系中,当电流密度为0.5A·g^-1时,其比电容达到了452F·g^-1。在组装的对称超级电容器中,其比电容达到了344F·g^-1,功率密度为247W·kg^-1时对应的能量密度为11.9Wh·kg^-1。在10000次循环后电容保持率为98.03%,表现出优异的稳定性。FC700的优异电化学性能可能归因于高的比表面积,大的孔体积和氮原子的掺杂。