本文旨在利用傳統(tǒng)的活性炭材料研究制備性質(zhì)穩(wěn)定、價格低廉的高性能超級電容器和燃料電池活性炭電極材料。高性能的超級電容器和燃料電池電極材料要求活性炭具有優(yōu)異的孔隙表面可及性和穩(wěn)定的電化學(xué)性能,調(diào)控活性炭微觀結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)結(jié)構(gòu)是制備高性能超級電容器和燃料電池活性炭電極材料的基礎(chǔ)。因此,本文主要是通過調(diào)控活性炭表面的含磷和含氮官能團(tuán)的種類以及孔隙結(jié)構(gòu),制備高性能的含磷、氮活性炭電極材料,應(yīng)用于超級電容器和燃料電池陰極的氧還原反應(yīng)。采用磷酸、KOH和水蒸氣活化制備三種類型的活性炭,以含磷活性炭的熱處理和氨氣改性為基本方式,調(diào)控活性炭表面含磷官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)。采用元素分析、X射線光電子能譜（XPS）、核磁共振（NMR）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）和氮氣吸附等手段分析了活性炭的物理化學(xué)性質(zhì)。采用恒電流充放電、循環(huán)伏安和交流阻抗考察了活性炭在水系電解質(zhì)溶液中作為超級電容器電極材料的電化學(xué)性能,采用循環(huán)伏安和線性掃描伏安考察活性炭在堿性電解質(zhì)溶液中作為燃料電池陰極材料的電催化氧還原性能,得出如下幾點結(jié)論:（1）采用磷酸活化木質(zhì)纖維原料和磷酸改性椰殼基活性炭制備了兩種... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1雙電層電容器結(jié)構(gòu)示意圖

含氮碳納米管的電荷分布；(b) 氧分子在無氮的碳納米管（頂部）（底部）上可能的吸附模型[78]lated charge density distribution for the nitrogen-doped carbon nanotubentations of possible adsorption modes of an oxygen molecule at th作為氧還原電催化劑種化學(xué)和電化學(xué)催化轉(zhuǎn)化過程中被作為催化劑已有很長活性炭作為氧還原電催化劑Peng F.課題組[86]首次報道了含磷碳材料（石墨）作為氧還液中的電催化性能。隨后，各種含磷碳材料作為氧還原如含磷多孔壁碳納米管[87]、含磷碳納米球[88]、含磷石墨烯，對于含磷碳材料的電催化氧還原活性位點尚不明確。通入磷原子后，帶正電荷的磷原子將作為電催化氧還原活要以C–O–P、C–P–O以及C3PO 鍵形式存在[91,92]。當(dāng)磷原子

圖 1-4 推測含磷石墨烯的電催化氧還原過程示意圖[89ic illustration of the possible ORR process catalyzed by the炭作為氧還原電催化劑多的關(guān)于含雜原子活性炭作為氧還原電催化劑

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3293532