基于聚吡咯的納米碳材料在電化學(xué)儲能中的應(yīng)用.pdf

1、一直以來,對于雙電層超級電容器(EDLC)的研究,主要的都是集中在優(yōu)化材料孔道結(jié)構(gòu)和提升材料比表面積兩個(gè)方向。然而,由于碳材料雙電層電容器容易發(fā)生聚集并且有效比表面積較低從而導(dǎo)致了電容存儲量很低,這極大地限制了碳材料電容器的實(shí)際應(yīng)用。目前,將雙電層儲能和贗電容儲能結(jié)合在一起是解決低電容量較好的辦法。另外,利用一維的納米管/納米線/納米須和二維的石墨烯結(jié)合起來得到復(fù)合的三維結(jié)構(gòu)的方法受到了廣泛重視,這種結(jié)構(gòu)能夠有效增加比表面積并優(yōu)化孔道結(jié)

2、構(gòu)。因此,在本文的工作中我們主要研究了一維和二維復(fù)合的超級電容器材料,具體如下:
　　(1)通過“反應(yīng)性自降解模板”合成出樣品并作進(jìn)一步碳化的處理,我們得到了一種氮摻雜和氧摻雜的碳化聚吡咯納米管材料。接著對這種材料進(jìn)行了KOH高溫活化,并分別調(diào)節(jié)KOH與其的質(zhì)量比為2或4,最終得到了兩種活化過的碳化聚吡咯管并分別命名為 ACPN-2和 ACPN-4。其中,ACPN-4樣品具有較高的雜原子含量(14.85％)和比表面積(1226 m

3、2 g-1)。重要地是,ACPN-4在0.2 A g-1的電流下電容能達(dá)到470 F g-1,即使電流密度達(dá)到10 A g-1電容依然能夠保持280 F g-1。同時(shí),這些管狀納米碳材料作為電極能夠經(jīng)歷10000次的充放電而不發(fā)生任何電容衰減。并且,這些材料在273 K和298 K溫度下的CO2吸附量分別能達(dá)到3.9 mmol g-1和2.5 mmol g-1。
　　(2)我們將氧化石墨水分散液與上述“反應(yīng)性自降解模板”結(jié)合,利用