煤基材料催化熱解制摻N多孔碳-Co3O4(MoO2)及其電容性能的研究.pdf

1、超級電容器具備高的功率密度和長的使用壽命等優(yōu)點，近年來已成為研究熱點。而超級電容器的電極材料直接影響著超級電容器的性能，因此高比電容、高比功率和比能量、充放電穩(wěn)定的電極材料的制備就成為解決問題的關(guān)鍵。
　　本研究先通過引發(fā)苯胺在煤的孔隙中原位聚合，制備煤基聚苯胺(CPANI)。并以煤基聚苯胺為碳、氮源，鈷(鉬)粉為催化劑，在氮氣保護(hù)下，置于管式爐中催化熱解和化學(xué)氣相沉積，制得摻N多孔碳/Co(Mo)復(fù)合材料，最后通過液相化學(xué)氧化或

2、水蒸汽氧化處理，制得摻N多孔碳/Co3O4(MoO2)復(fù)合材料。并用SEM、XRD、拉曼、紅外、元素分析儀、比表面分析儀、電化學(xué)工作站等對其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征與分析；對其構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行探討，得到主要研究結(jié)果如下：(1)當(dāng)催化劑含量越高、溫度越高、煤的變質(zhì)程度越低時，煤的裂解程度越高，N摻雜量會越高。(2)經(jīng)過液相化學(xué)氧化法和水蒸汽法處理后，材料的顆粒變得更小，分布更均勻，且以介孔為主。(3)以華亭煤為碳源、CPANI/Co質(zhì)量比3:1、熱

3、解溫度為1000℃、液相化學(xué)氧化法制備的摻N多孔碳/Co3O4復(fù)合材料，N含量為0.45％，多孔碳以介孔結(jié)構(gòu)存在，平均孔徑為9.24 nm，BET比表面為45.2 m2/g，Co3O4以納米顆粒的形態(tài)存在。其單極比電容為169.49 F/g(1 A/g)，能量密度為66.43 Wh/kg，功率密度為1195.88 W/kg。(4)以華亭煤為碳源、CPANI/Co質(zhì)量比1:1、熱解溫度為1000℃、液相化學(xué)氧化法制備的摻N多孔碳/MoO2