氮摻雜碳片的模板誘導(dǎo)制備及其在超級電容器中的應(yīng)用
本文選題:二維材料 + 納米碳材料; 參考:《電化學(xué)》2017年05期
【摘要】:兼具有優(yōu)良的導(dǎo)電能力、高的比表面積和極佳的化學(xué)/機(jī)械穩(wěn)定性,具有二維形貌的納米碳材料近年來逐漸成為超級電容器電極材料的研究熱點(diǎn).作者首次報(bào)道一種模板誘導(dǎo)方法以制備具有規(guī)整片狀形貌的氮摻雜碳材料.將作為硬模板的片狀鎂鋁雙金屬氫氧化物與熔融的鄰苯二胺混合后加入三氯化鐵催化劑,進(jìn)而通過加熱使鄰苯二胺聚合并碳化,隨后刻蝕除去其中的氧化物成分即可以得到具有規(guī)整六邊形片狀氮摻雜碳材料.通過改變碳化時(shí)的溫度,可以有效地調(diào)節(jié)利用該方法所得到的氮摻雜碳片的形貌、結(jié)構(gòu)、石墨化程度、氮含量以及比表面積.更重要的是,這些氮摻雜碳片在用作超級電容器電極材料時(shí)體現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能,在0.5 A·g~(-1)的電流密度下其比容量可以達(dá)到290.0 F·g~(-1).在1 A·g~(-1)的電流密度下經(jīng)過10000周循環(huán)測試后,其容量仍然可以達(dá)到初始值83%.
[Abstract]:With excellent conductivity, high specific surface area and excellent chemical / mechanical stability, nano-carbon materials with two-dimensional morphology have gradually become the research focus of electrode materials for supercapacitors in recent years. For the first time, we report a template induction method for the preparation of nitrogen-doped carbon materials with regular flake morphology. The flake magnesium aluminum bimetallic hydroxides used as hard templates were mixed with molten o-phenylenediamine and then added ferric chloride catalyst to polymerize and carbonize o-phenylenediamine by heating. The hexagonal nitrogen doped carbon material with regular hexagonal shape can be obtained by etching the oxide components. By changing the temperature of carbonization, the morphology, structure, graphitization degree, nitrogen content and specific surface area of the nitrogen-doped carbon sheet obtained by this method can be adjusted effectively. More importantly, these nitrogen-doped carbon wafers exhibit excellent electrochemical properties when used as electrode materials for supercapacitors, and their specific capacity can reach 290.0 F / g ~ (-1) at the current density of 0.5 A g ~ (-1). At the current density of 1 A g ~ (-1), the capacity can reach the initial value of 833 after 10000 weeks cycle test.
【作者單位】: 上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院;
【基金】:國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(No.2014CB239701) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.21372155,No.21572132)資助
【分類號】:TM53
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本文編號:1942774
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