HCl輔助Cl2刻蝕SiC和WC制備碳化物衍生碳的工藝及機理.pdf

1、碳化物衍生碳（CDC）是以碳化物為碳源，通過刻蝕氣體除去碳化物晶格模板中的非碳原子形成的一種多孔骨架結(jié)構(gòu)的碳材料。該材料制備工藝簡單，孔徑結(jié)構(gòu)可調(diào)，比表面積大，在超級電容器上有很大的應(yīng)用前景。目前，CDC的刻蝕劑往往采用純Cl2或純HCl氣體，單純使用Cl2制備的CDC主要是微孔，單獨使用HCl氣體刻蝕的產(chǎn)物孔徑是微孔-中孔結(jié)構(gòu)或者中孔-大孔結(jié)構(gòu)，難以制備出適用于超級電容器電極用的含有微-中-大孔三者復合結(jié)構(gòu)的CDC。
　　本文以

2、HCl-Cl2為刻蝕氣體，SiC和WC粉末為碳前驅(qū)體，制備了高比表面積和大比電容的碳化物衍生碳材料，結(jié)果表明：在CDC-SiC系列中，產(chǎn)物主要是無定形結(jié)構(gòu)，1000℃生成的CDC-SiC有少量卷曲的石墨有序結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，隨著溫度上升，有序化程度增加。所有產(chǎn)物都保留了前驅(qū)體SiC的塊狀形貌，具有微-中-大的復合孔結(jié)構(gòu)，孔寬分布范圍大，不同溫度合成的CDC-SiC孔寬分布曲線區(qū)別很小，產(chǎn)物中主要含中孔，其中CDC-SiC-1000的比表面積和孔

3、體積最大，分別為2675 m2/g和3.41 cm3/g，其余三個樣品的比表面積相差不大，都保持在1940m2/g以上，CDC-SiC-1000作為電極的可逆性和穩(wěn)定性最好，比電容也最大，為209.5F/g。在CDC-WC系列中，產(chǎn)物主要是無定形結(jié)構(gòu)，600-700℃的產(chǎn)物中沒有觀察到有序石墨結(jié)構(gòu)，800℃生成的CDC-WC中出現(xiàn)彎曲的短條狀石墨片層，石墨層數(shù)為2-3層，溫度升高至900℃，石墨層數(shù)無明顯增加，但長度增大，出現(xiàn)明顯的石墨

4、帶狀結(jié)構(gòu)。所有產(chǎn)物保留了前驅(qū)體WC的塊狀形貌，具有微-中-大的多級孔結(jié)構(gòu)，孔寬分布范圍大但不同溫度合成的CDC-WC的孔寬分布曲線基本一致，只有樣品CDC-WC-700不含1nm以下的孔，其中CDC-WC-900的比表面積最大，為2247 m2/g，其余CDC-WC的比表面積由大到小依次為2144 m2/g(CDC-WC-800)、1917m2/g(CDC-WC-600)、171 m2/g(CDC-WC-700)。CDC-WC-800作