杂原子掺杂碳材料及其复合材料在超级电容器中的应用研究

发布时间：2021-03-27 13:49

　　碳材料因其具有优良的表面化学性质和导热导电性,密度低且具有可设计的比表面积和孔性质,耐腐蚀,热膨胀系数小,在储气储能和催化等领域表现出巨大潜力和优势。碳材料的性能主要取决于所选用前驱体、内部结构及其表面活性。其中表面性质被认为是影响碳材料性能的重要因素,对碳材料进行活化与表面功能化可以显著改变其表面性质,进而影响材料的最终性能与用途。设计合成新型低成本高性能的碳材料以及对结构表面改性或者负载其他材料使其适用于与不同应用场合成为近年来的研究热点,尤其在碳结构中引入氮等杂原子使其获得更多的活性位点,从而提高碳材料的电化学性能。本文的主要内容有:（1）使用头发纤维作为碳源,使用简单的预碳化/活化方法制备固有杂原子掺杂的高性能多孔碳材料,研究其水系超级电容器电极特性,并将其组装成有机系扣式超级电容器。在制备材料过程中,碳化温度对于碳材料的理化性质起到至关重要的作用。相对于HMC-700和HMC-900,HMC-800材料具有更高的比表面积(1306m² g^-1)和孔体积(0.90 cm³ g^-1)。且HMC... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

超级电容器工作过程的基本原理图

图 1-2 碳骨架中掺杂氮的五种键合类型25-26示，通常碳骨架中氮原子以五种键合形式存在，分基、(4)吡啶氮以及(5)四价氮。其所处的位置决定为化学氮与结构氮两类。化学氮是指在碳骨架中

图 1-3 模板法制备离子液体基氮掺杂多孔碳材料示意图44Huang 及其合作者45在 Science 上报道了一种结合模板法和化学气相沉积方法备的氮掺杂有序介孔石墨烯碳材料（图 1-4）。碳 sp2杂化程度高达 98%，少于 5原子层，具有优异的三维微观导电性能。通过设计氮原子在类石墨烯结构中的不


本文编号：3103618