共轭微孔聚合物基硬炭纳米管氮原子掺杂、比表面积调控与电化学性能研究

发布时间：2020-12-31 06:41

　　共轭微孔聚合物（CMP）是一种具有共轭结构的三维骨架聚合物,具有化学性质稳定,比表面积高等优点,是一类具有良好应用前景的多孔材料。CMP经高温炭化后形成的多孔硬炭材料结晶程度较低,比表面积可调控,有助于锂离子的扩散,是一种具有潜在应用价值的负极材料。本文研究内容如下:（1）在Pd（0）/Cu（I）的催化条件下经由Sonogashira-Hagihara交叉偶联反应合成共轭微孔聚合物。利用两种不同单体（1,5-二溴萘和2-氨基-3,5-二溴吡啶）分别与1,3,5-三乙炔基苯聚合,合成两种形貌类似的CMP纳米管和含氮CMP纳米管。然后分别将两种CMP炭化制备硬炭纳米管（HCNT）和氮掺杂硬炭纳米管（NHCNT）,研究了两种不同的管状材料的结构以及电化学性能的差异。通过SEM和BET表征,HCNT和NHCNT表现出相似的形貌、比表面积以及孔径分布情况。进一步通过电化学性能测试分析,NHCNT样品表现出较小的电荷转移电阻,相对较高的容量以及较稳定的循环性能,表明了NHCNT材料良好的电化学性能。（2）分别采用ZnCl₂以及KOH活化剂对NCMP材料进行高温活化改性制备活化... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

HCNT(a)以及NHCNT(b)的SEM图

4.2 实验部分4.2.1 含氮多孔硬炭纳米管的制备含氮多孔硬炭纳米管 NHCNT 的制备见第三章。4.2.2 K-NHCNT 和 Zn-NHCNT 的制备按照 3:1 的碱碳比将 0.45 g 的活化剂(KOH/氯化锌)溶解于 20 mL 的无水乙醇中，完全溶解后加入 0.15 g 的 NCMP 搅拌至充分混合，静置待吸收完全后将混合溶液干燥，得到粉末状固体并在管式炉内对其进行热分解。热分解条件为：氩气气氛保护下 45 min 从室温升温至 350 ℃并保温 2 h，在经过 35 min 升温至 650 ℃保温 4 h。待管式炉自然冷却至室温后分别得到 NHCNT-KOH 以及 NHCNT-ZnCl2，然后分别将上述产物置于配置的 HNO3溶液中进行超声 20 min，然后用去离子水清洗数次，直至完全去除 NHCNT 中的活化剂，最终分别获得 K-NHCNT 和 Zn-NHCNT 活化产物。其制备过程如图 4.1 所示。

NHCNT以及K-NHCNT的TEM图

【参考文献】：
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本文编号：2949159