壳聚糖基多孔碳材料的制备及其超级电容性能

作者：郑淑娟; 李嘉欣; 钟雯诗; 姜伟^*; 胡庚申^*

来源：无机化学学报, 2023, 39(03): 492-500.

• 超级电容器
• 介孔碳
• 孔体积
• 比表面积

以胶态SiO2纳米粒子为模板，壳聚糖为碳源，ZnCl2为活化剂，制备了具有不同比表面积和孔体积的氮掺杂介孔碳。采用多种表征手段对碳材料的微观形貌、比表面积和孔道结构进行了表征，探究了壳聚糖与SiO2纳米粒子的比例以及ZnCl2活化剂对碳材料孔体积和比表面积的影响。结果表明，在未使用活化剂时碳材料(CSi-1.75)的孔体积高达4.53 cm3·g-1，但其比表面积最小(729 m2·g-1)；使用ZnCl2作为活化剂制备的碳材料(CSi-1.75-Zn)比表面积为1 032 m2·g-1，但其孔体积下降到1.99 cm3·g-1，且具有最多的吡啶氮和吡咯氮。在以6.0 mol·L-1KOH为电解液的三电极体系中，当电流密度为0.5 A·g-1时，CSi-1.75-Zn的比电容为344 F·g-1，而CSi-1.75的比电容仅为255 F·g-1。这表明碳材料的比表面积对超级电容性能影响最大，而孔体积影响较小。电容贡献分析结果表明，相对于CSi-1.75,CSi-1.75-Zn的双电层电容和赝电容都得到了提高，这表明更大的比表面积和更多的吡啶氮和吡咯氮有利于提高碳材料的超级电容性能。

• 单位
  浙江师范大学; 理化学研究所