類石墨烯氮化碳的制備與贗電容性質(zhì)研究.pdf

1、類石墨烯氮化碳的制備與贗電容性質(zhì)研究類石墨烯氮化碳的制備與贗電容性質(zhì)研究PreparationofGraphenelikeOxygenatedCarbonNitrideMaterialthePropertiesofPseudoCapacit申請人：吉磊學(xué)科專業(yè)：無機(jī)化學(xué)研究方向：無機(jī)合成化學(xué)學(xué)位類別：學(xué)術(shù)學(xué)位指導(dǎo)教師：段莉梅教授論文提交日期：二O一七年六月分類號ICS學(xué)校代碼10136學(xué)號201400235碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文摘要超

2、級電容器是具有充放電速率快、效率高等優(yōu)點(diǎn)的一種新型綠色儲(chǔ)能裝置，但是其主要缺點(diǎn)是電容量和能量密度相對較低。目前，如何更好的提高超級電容器的電容量和能量密度，成為研究學(xué)者所研究的熱點(diǎn)。本論文的研究重點(diǎn)為通過更換不同原料及碳化溫度進(jìn)而優(yōu)化類石墨烯碳材料的孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)孔徑尺寸、提高材料導(dǎo)電性、增加比表面積利用率、摻雜引入氮氧氟等非金屬雜原子實(shí)現(xiàn)贗電容性質(zhì)，從而提升材料的電容性能，提高電容器的能量密度。主要內(nèi)容如下：類石墨烯材料采取自支持熱解一步

3、法合成（OSSP），尿素為固態(tài)氮源，以葡糖糖或者纖維素為碳源，在常壓和無保護(hù)氣氛的條件下，通過自支持熱解一步法制備高比表面積、微孔介孔結(jié)構(gòu)和含氮、氧原子的石墨烯，采用XRD、SEM、TEM、XPS等方法對所制備的材料進(jìn)行了表征，并將其作為電極材料應(yīng)用于超級電容器，利用循環(huán)伏安、恒電流充放電、交流阻抗等方法測試材料相應(yīng)的電化學(xué)性能，通過調(diào)整合成溫度改善材料的孔徑、導(dǎo)電能力及材料的元素含量進(jìn)而改善材料的儲(chǔ)能性能，通過調(diào)整原料的碳源改善材料的

4、修飾官能團(tuán)活性改善材料的贗電容特性。實(shí)驗(yàn)表明以葡萄糖或纖維素為碳源、尿素為固態(tài)氮源，900℃為碳化溫度時(shí)，該材料表現(xiàn)明顯的贗電容性質(zhì)，呈現(xiàn)優(yōu)異的電化學(xué)性能，以6molL的KOH為電解液時(shí)，0.5mg的電極活性材料，三電極測試中，材料的比電容高達(dá)1507.75Fg和2085.71Fg；在實(shí)驗(yàn)超級電容器器件的測試中，電極的比電容高達(dá)376.72Fg和372.2Fg，最高能量密度為11.1Whkg和11.57Whkg，最高功率密度為28.9k