功能含氮炭材料的設(shè)計制備與性能研究.pdf

1、功能含氮炭材料，是通過在炭基材料中摻雜氮原子實現(xiàn)功能化的。這種材料以其發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的機械穩(wěn)定性、優(yōu)異的化學特性、較好的導電性等而備受關(guān)注。對于炭基材料的氮摻雜進而實現(xiàn)功能化，需要科學的探索和細致的研究。因此，尋找成本低廉、操作簡便、綠色環(huán)保、效果明顯的實驗方法，以實現(xiàn)功能含氮炭材料的工業(yè)化，一直是困擾研究者們的重要問題。
　　本文實驗可分為兩大部分。
　　實驗一通過溶劑熱法，一步制得特定形貌的Fe3O4納米粒子，然后

2、在樹脂縮聚過程中加入該粒子，再經(jīng)高溫炭化，制得包裹特定形貌Fe3O4納米粒子的含氮碳納米球，并以相同實驗方法制得包裹不同形貌Fe3O4納米粒子的含氮碳納米球。利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線粉末衍射儀、X射線光電子能譜儀等進行了表征和分析。同時，將包裹不同形貌Fe3O4納米粒子的碳納米球制成電極片，利用循環(huán)伏安測試、恒流充放電測試、電化學阻抗測試對材料的超級電容性能進行了分析，研究表明包裹球形Fe3O4納米粒子的含氮碳納米球具

3、有最優(yōu)性能，該材料的比電容高達346.30F g-1，材料內(nèi)阻小于0.55Ω，可作為超級電容器的優(yōu)良負極材料。
　　實驗二以農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物核桃殼為原料，通過添加金屬鹽助劑，在原料高溫炭化的同時，實現(xiàn)N原子的摻雜，再經(jīng)活化制得含氮生物質(zhì)基多孔炭材料。利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線粉末衍射儀、N2吸附-脫附、X射線光電子能譜儀等進行了表征和分析。同時，應(yīng)用該含氮功能炭材料對亞甲基藍等染料廢水進行了吸附測試，研究表明這種材料對于