一步法氮掺杂多孔炭制备及其电容性能

作者:蔡江涛*; 兰雨金; 陈晨; 周彬; 覃彪; 朱由余; 赵世永; 张亚婷*
来源:陕西师范大学学报(自然科学版), 2023, 51(04): 97-107.
DOI:10.15983/j.cnki.jsnu.2023315

摘要

以酚醛树脂为碳源,聚氨酯海绵为氮源和炭支撑骨架,通过KOH水溶液为活化致孔剂,采用一步法碳化、活化制备氮掺杂多孔炭(nitrogen-doped porous carbon, NPC)。研究了氮掺杂及KOH不同添加量对NPC结构和电容性能的影响。结果表明:NPC-2.0(KOH用量为2.0 g)具有较高的比表面积(1 195 m2/g)和孔体积(0.788 cm3/g)。在三电极体系中,0.2 A/g电流密度下,NPC-2.0比电容可达377 F/g,循环8 000次电容保持率仍具有96.8%。两电极体系中,NPC-2.0组装的对称电容器在功率密度为125 W/kg时,能量密度可达6.05 W·h/kg,且充放电10 000次后的电容保持率为96.0%。通过一步法原位氮掺杂所得NPC-2.0表现出良好的电容性能,且制备流程短,具有广阔的研发应用前景。

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