氮掺杂碳片的模板诱导制备及其在超级电容器中的应用

兼具有优良的导电能力、高的比表面积和极佳的化学/机械稳定性,具有二维形貌的纳米碳材料近年来逐渐成为超级电容器电极材料的研究热点.作者首次报道一种模板诱导方法以制备具有规整片状形貌的氮掺杂碳材料.将作为硬模板的片状镁铝双金属氢氧化物与熔融的邻苯二胺混合后加入三氯化铁催化剂,进而通过加热使邻苯二胺聚合并碳化,随后刻蚀除去其中的氧化物成分即可以得到具有规整六边形片状氮掺杂碳材料.通过改变碳化时的温度,可以有效地调节利用该方法所得到的氮掺杂碳片的形貌、结构、石墨化程度、氮含量以及比表面积.更重要的是,这些氮掺杂碳片在用作超级电容器电极材料时体现出优异的电化学性能,在0.5 A·g~(-1)的电流密度下其比容量可以达到290.0 F·g~(-1).在1 A·g~(-1)的电流密度下经过10000周循环测试后,其容量仍然可以达到初始值83%.