酚醛基多孔納米炭纖維的制備、孔結(jié)構(gòu)調(diào)控與電化學(xué)性能研究.pdf

1、本文以開發(fā)具有高比表面積和合適孔徑分布的超級(jí)電容器電極材料為目的，開展了以甲階酚醛樹脂為炭前驅(qū)體制備高性能多孔納米炭纖維的研究工作，并將多孔納米炭纖維用作超級(jí)電容器電極材料，探究不同比表面積、不同孔道結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)性能的影響。
　　以正硅酸乙酯(TEOS)為模板劑二氧化硅的前驅(qū)體，通過靜電紡絲、固化、炭化以及酸洗等過程，制備出了具有超高比表面積的微孔納米炭纖維。研究表明，正硅酸乙酯(TEOS)的水解產(chǎn)物二氧化硅網(wǎng)絡(luò)對(duì)纖維形貌的保持起

2、到至關(guān)重要的作用。此外，隨著TEOS量的增加，樣品的比表面積、孔體積等都會(huì)相應(yīng)增加，但當(dāng)加到一定程度后，不利于紡絲，因此TEOS的用量有一個(gè)最佳值。在最佳比例下制備的多孔納米炭纖維比表面積高達(dá)2164 m2/g，孔體積可達(dá)到1.01 cm3/g，孔徑集中在0.6-1.2 nm，其在6 mol/L的KOH溶液中，比電容高達(dá)316 F/g，同時(shí)具有良好的倍率性能和循環(huán)性能。
　　在以SiO2為硬模板劑的基礎(chǔ)上引入聚醚三嵌段共聚物F12

3、7為軟模板劑，可以十分簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)對(duì)材料孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控，制備出具有微孔-中孔分級(jí)層次多孔炭纖維。通過改變F127的用量，實(shí)現(xiàn)中孔率的調(diào)整。隨著F127的加入，納米炭纖維的比表面積有一定程度的下降，但中孔率大幅度提高。材料孔道呈多層次分布，由微孔炭0.6-1.2 nm的分布拓寬至0.6-1.8 nm，且在5nm左右以及20nm左右也有孔的分布。與微孔炭相比，分級(jí)多孔炭在倍率性能方面顯示了較大的優(yōu)勢(shì)。
　　硅基模板往往需要使用腐蝕性較強(qiáng)的