新型氮掺杂多孔碳/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2025-02-06 17:02

　　氮掺杂多孔碳因其碳骨架上有含氮官能团,既可以增强材料表面润湿性又提供赝电容,成为高性能超级电容器电极材料研究的热点。本文以廉价易得有机蒙脱土(OMMT)为载体,制备氮掺杂多孔碳(NMC)、氮掺杂多孔碳/聚苯胺(NMC@PANI)复合材料、金属离子掺杂氮掺杂多孔碳/聚苯胺复合材料(NMC@PANI@M+)和氮掺杂多孔碳/金属氧化物/聚苯胺(NMC@MOX@PANI)复合材料。采用FTIR、XRD、Raman、BE、XPS、SEM和电化学工作站对这些复合材料进行结构表征、形貌观察和电化学性能测试。首先,本文以有机蒙脱土(OMMT)为载体,葡萄糖为碳源,采用水热法制备OMMT/HC,置于管式炉氮气氛围下高温碳化,研究蒙脱土与葡萄糖质量比、水热时间、前驱液pH对电化学性能的影响；以水热产物OMMT/HC与三聚氰胺混合,高温制备含氮碳材料,研究氮掺杂对复合材料的结构和电化学性能的影响；OMMT/HC与三聚氰胺按比例混合,400℃下热处理得到富氮前驱物,再与KOH混合高温活化制得NMC,考察其微观结构和电化学性能。其次,以制备的NMC为基体与聚苯胺进行复合,通过无机酸(HCl)、有机酸(DCSA)/...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３?ＮＨＰＣＭ合成示意图【＂］??Ｗ

Ｃｈｅｎ等Ｗ人Ｗ原位模板界面反应路线，通过纳米斑筑来合成Ｈ维氮惨碳材料??（ＮＨＰＣＭ），氮惨杂碳材料相互贯通、具有多孔状，成为优异电催化材料用于氧化还??原，如图１．３所示。Ｌｉａｎｇ等【Ｗ人Ｗ葡萄糖作为碳源、六亚甲基四胺（ＨＭＴ）为沉淀剂??和氛源、硫酸镶为主体结构导向剂，采....

图１．４?一步聚合－碳化法制备３Ｄ－ＣＮＷｓ［４８］??Ｌ山等［４７化心双氛胺（ＤＣＤＡ）为氮源、酶醋作为碳前驱体和Ｈ嵌段共聚物作为模板，采??

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图１．５模板法制备Ｈ维氮惨杂多孔碳／石墨婦（３Ｄ－ＮＨＰＣ／Ｇ）?ｌ４９］?聲．??

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图２．１?ＭＭＴ结构示意图??基于上述蒙脱主性质的分析，实验中采用水热法，Ｗ有机蒙脱±（〇ＭＭＴ）为载体，??

２．１动言??蒙脱主（ＭＭＴ）是一种天然水合铅娃酸盐矿物，储量丰富，比表面积大和化学稳??定性好，是一种较好的负载和支撑材料，如图２．１所示。但ＭＭＴ不导电，通过碳包覆??ＭＭＴ，既増强ＭＭＴ的导电性；又利用ＭＭＴ独特的物质组成与结构，增加碳材料的活??性与稳定性［７２］。蒙脱±....

本文编号：4030619