聚丙烯腈基多孔炭材料的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、多孔炭材料在生物醫(yī)藥、環(huán)境、能量存儲等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是其作為當(dāng)前商業(yè)化超級電容器主要的電極材料，得到了科研工作者廣泛的關(guān)注。目前，制備多孔炭材料的方法很多，但開發(fā)一種簡便有效的方法仍然具有重大意義。多孔炭材料的比表面積、孔徑分布、表面官能團(tuán)、導(dǎo)電性等對電容器性能有很大的影響。因此，本論文的重點是開發(fā)一種新的制備多孔炭材料的方法，并討論多孔炭材料微觀結(jié)構(gòu)對電容器性能的影響。
　　本文借助相轉(zhuǎn)化法和炭化法，以聚丙烯腈(PAN

2、)為炭前驅(qū)體，開發(fā)了一種簡便易放大的方法并成功制得了多孔炭材料。相轉(zhuǎn)化造成了聚合體中大孔的出現(xiàn)，程序式控溫使得制備的多孔炭材料內(nèi)部富含孔徑在0.53-0.60 nm之間的微孔以及大孔。提高炭化溫度則使炭材料比表面積增大。XPS測試表明炭材料表面富含含氧官能團(tuán)，特別是硝酸氧化后的多孔炭材料。循環(huán)伏安和阻抗測試表明，炭化溫度為900℃時制得的多孔炭材料表現(xiàn)出較好的電容性能，以6 M KOH為電解液，電流密度為0.2 A g-1時，其容量為1

3、56 F g-1和34.6μF cm-2，經(jīng)過8000次充放電循環(huán)后，容量和庫倫效率均沒有明顯的衰減。而經(jīng)硝酸氧化后的多孔炭材料在相同的測試條件下，容量達(dá)到173.2 Fg-1和60.1μF cm-2。
　　單質(zhì)硫作為鋰電池正極材料，具有很高的理論比容量，并且資源豐富，對環(huán)境友好，因而由其構(gòu)成的鋰硫電池極具發(fā)展前景。但是單質(zhì)硫極低的電導(dǎo)率以及放電中間產(chǎn)物在電解液中溶解流失等缺陷，使鋰硫電池在實際應(yīng)用方面仍面臨著諸多難題。將單質(zhì)硫與