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摘要
以棉秆和棉秆纤维作为碳源,三聚氰胺为氮源,在800℃氮气气流下制备出氮掺杂棉秆碳(NCSC)和氮掺杂棉秆纤维碳(NCSFC).采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸/脱附和恒流充放电法表征了2种碳材料的组成、结构、表面性质和比电容,对比分析了2种碳材料的碳-氧-氮元素含量、官能团结构和电容性能.结果表明,除碳元素含量外,氮掺杂棉秆纤维碳NCSFC表面N/O化学官能团、比表面积(1155 m2·g-1)和介孔孔容(2.485 cm3·g-1),均明显高于氮掺杂棉秆碳NCSC.但后者NCSC的比电容高达195 F·g-1,远高于NCSFC(90 F·g-1),这主要归因于制备NCSC碳的原材料为棉秆,棉秆中富含木质素,制备的NCSC中碳元素含量显著高于棉秆纤维碳NCSFC,形成的芳环碳结构提升了碳材料电极电子储存性能.
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