化学发泡耦合KOH活化制备氮掺杂沥青基多孔炭及其电化学性能

作者：晋展展; 贺贺; 施凤; 邢宝林; 黄光许; 张传祥; 刘全润

来源：洁净煤技术, 2022, 1-9.

• 煤焦油沥青
• 多孔炭
• 超级电容器
• 化学发泡

以煤焦油沥青为炭前驱体，硫酸铵为发泡剂和氮源，KOH为活化剂，采用化学发泡耦合KOH活化对煤焦油沥青的微观结构和杂原子含量进行调控，制备氮掺杂三维结构多孔炭。研究了碱炭比和氮含量对多孔炭性能的影响。通过SEM、XPS、N_(2)吸脱附等对材料的结构和组成进行表征，采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗测试手段对材料的电化学性能进行评估。优化后的NPC-2显示较高的比表面积（1636 m~(2)·g~(-1)）、丰富的氮元素（5.27wt%）和相互交联的氮掺杂炭骨架。在三电极体系中，NPC-2电极材料获得较高的质量比电容，在电流密度为0.5 A/g时，其质量比电容为374.2 F/g；当电流密度高达100 A/g时，其质量比电容仍可达到249.5 F/g，电容保持率可达到66.7%，表现出优异的电化学性能。这种优异性能源于其发达的三维分级孔隙结构、较高的氮含量和优良的炭导电网络。

• 单位
  河南理工大学; 化学化工学院