多孔碳憑借導(dǎo)電性良好、孔隙結(jié)構(gòu)豐富等優(yōu)勢常被應(yīng)用于新型儲能器件電極材料:如超級電容器、鋰硫電池等。但是其作為電極材料也暴露出倍率性能差、比容量低等問題。通過碳材料中引入雜原子及對孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控,可以有效改善這些問題。本文以良好分子設(shè)計性的苯并噁嗪為前驅(qū)體,SBA-15為硬模板劑,制備出氮摻雜且孔道有序的碳材料。研究了不同工藝條件下制備的碳材料的結(jié)構(gòu)及將其用作超級電容器與鋰硫電池電極材料的電化學(xué)性能。主要工作內(nèi)容及結(jié)果概括如下:(1)以苯胺-苯酚/腰果酚型苯并噁嗪為碳源、SBA-15為模板劑制備一系列氮摻雜碳材料(苯胺-NCM),將其用作超級電容器電極材料。探究碳化溫度、模板劑與前驅(qū)體用量比例、升溫速率以及不同氮含量對材料性能的影響。結(jié)果表明苯胺苯酚型苯并噁嗪碳前驅(qū)體在碳化溫度為900℃、模板劑前驅(qū)體的質(zhì)量比為1:1,并以5℃/min的升溫速率制備的碳材料展示出最佳電化學(xué)性能,其比表面積為850 m²/g,總孔容為1.38 cm³/g,氮摻雜量為4.95 at.%;材料具有棒狀結(jié)構(gòu)且孔道排列有序;三電極體系測試結(jié)果,在0.25 A/g電流密度下比...

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【學(xué)位級別】：碩士

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圖1.1硬模板法合成碳材料示意圖

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圖1.3贗電容器充放電機制Fig.1.3Pseudocapacitorcharginganddischargingmechanism

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圖1.4鋰硫電池典型的充放電曲線

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本文編號：3897816