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《合肥工业大学》 2015年
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利用模板碳化法控制合成多孔炭材料及其电化学性能基础研究

张忠洁  
【摘要】:本论文针对纳米多孔炭材料具有比表面积高,总孔容大、孔结构可调、导热性高、机械稳定性强和易于批量生产等特点和优势,开展炭材料的可控合成及其在超级电容器中的应用研究。重点采用不同的碳源和模板剂,通过模板炭化法制备了系列的纳米多孔炭材料,采用XRD、FESEM、HRTEM、Raman、XPS、BET等技术手段对炭材料的结构进行表征,并采用三电极体系(或二电极体系)对超电容性能(如CV曲线、充放电曲线、Ragone图、Nyquist图、循环稳定性等)进行测定。论文的主要研究内容如下:1.利用邻苯二甲酸氢钾为炭源,商品的Mg、Zn、Al粉体为硬模板,来合成纳米多孔炭材料。2.通过直接在800℃炭化柠檬黄和Ca(OAc)2·H2O混合物,合成了具有高BET比表面积和大孔容的氮掺杂多孔炭材料。采用水杨酸锌配合物为前驱体、Mg(OAc)2-4H2O为模板剂,合成了高性能的纳米多孔炭材料。使用1,10-菲罗啉(或苯并咪唑)为炭/氮源,柠檬酸镁为模板,合成含氮掺杂的纳米多孔炭材料。3.直接碳化对苯二甲酸锌和邻苯二甲酸氢钾,合成了用超级电容器的高性能的纳米多孔炭材料。4.以离子交换树脂为炭源,通过模板碳化-KOH活化法合成多孔炭材料,并在EDLC领域具有良好的应用。以ZnCl2为普适的活化剂,利用镁试剂、茜素黄和柠檬黄为炭源/氮源,通过模板炭化-活化法合成氮掺杂多孔炭材料。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ127.11;O646

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