杂原子掺杂的分级孔结构空心碳球材料的制备及其电化学储能性能

发布时间：2021-09-17 11:04

　　多孔碳材料具有孔道丰富,性质稳定,形貌可控等特点,作为超电容器电极材料的应用研究引起了人们的广泛关注。碳材料的表面物理化学性质对其性能有着重要影响,可以通过杂原子掺杂在碳材料表面引入多种官能团,提高材料的亲水性,增加材料的赝电容,从而提高材料的电容性能。材料的内部孔道结构同样对电容性能有着重要影响。具有多级孔隙结构的碳材料不仅具有单一孔材料的优异性能,比如巨大的比表面积,孔体积,还存在多级孔协同作用,有效提高了比表面积利用率,增强了物理化学性能,大大扩展了多孔碳材料的应用范围。本文使用廉价的三聚氰胺和甲醛作为前驱体,二氧化硅作纳米球为大孔模板,通过简单的共组装法制备出了具有大孔-介孔-微孔结构的空心碳球。考察了杂原子掺杂,共掺杂对材料电容性能的影响,证明原子共掺杂能显著提高材料的性能。同时,由于在材料中引入了多级孔结构,使得材料具有良好的倍率性能,即使在高电流密度下仍然保持着较高的电容量。具体内容如下:（1）利用二氧化硅和MF树脂的共组装快速制备了氮掺杂空心碳球材料（NHCMs）。二氧化硅作为硬模板,不仅能够形成大孔结构,而且对空心碳球的形成具有重要影响。NHCMs具有巨大的空腔体积,... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１单壁碳纳米管（左），多壁碳纳米管（右）??

图１．２?Ｓｉ０２作为硬模板制备空心碳球??Ｆｉｇ．?１．２?Ｈｏｌｌｏｗ?ｃａｒｂｏｎ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?Ｓｉ０２?ｔｅｍｐｌａｔｅｓ??

图１．４双模板法制备空心碳球??Ｆｉｇ．?１．４?Ｈｏｌｌｏｗ?ｃａｒｂｏｎ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｕａｌ－ｔｅｍｐｌａｔｅｓ??


本文编号：3398591