共查询到20条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
本研究以价格低廉、来源广泛的煤沥青作为炭前驱体、尿素作为氮源和模板、氢氧化钠作为活化剂,通过结合模板法与化学活化法成功制备了具有纳米片状结构的氮氧共掺杂的多孔炭材料。多孔炭电极在0.05 A/g时最大比容量高达255.5 m A·h/g,在电流密度为1 A/g时,放电比容量达到78 m A·h/g。经过12000次循环,容量保持率仍有72.4%,并且能量密度最高达到99.6 W·h/kg,展现出作为正极材料的巨大潜力。以煤沥青为原料制备的氮氧共掺杂多孔炭材料作为锌离子混合超级电容器的正极材料表现出了优异的电化学性能。 相似文献
2.
采用水热法硼磷改性椰壳多孔炭,并对其电化学性能进行研究。通过X射线衍射、红外光谱以及氮气吸脱附表征改性前后多孔炭的结构和性能;将多孔炭制作电化学电容器负极,通过恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗测试分析其电化学性能。结果表明,水热法硼磷改性使多孔炭的微观结构及组成发生了一定变化,比电容等电化学性能有明显的提高。渗硼剂为氧化硼,渗硼量为15(wt)%时,比电容达108 F/g,比原始样增长了92%;渗硼剂为硼酸,渗硼量为25(wt)%时,比电容达到98 F/g,比原始样增长了83%。 相似文献
3.
4.
基于羧甲基纤维素钠制备氮掺杂多孔炭及其电容性能研究 总被引:3,自引:0,他引:3
以羧甲基纤维素钠(NaCMC)为碳源, 利用直接炭化工艺(无需进一步活化)制备多孔炭材料; 然后, 以CO(NH2)2为氮源, 形成了氮掺杂多孔炭材料. 氮的存在形式包括吡啶N、石墨N和吡咯N. 实验结果表明, 羧甲基纤维素钠与CO(NH2)2之间的配比可以有效控制氮存在形式、含量、样品的比表面积及孔的结构等. 样品的电化学性能测试表明, 氮掺杂后多孔炭材料的超电容性能得到了显著提升. 以carbon-N-1:20为例, 其比表面积可达858 m2·g-1, 远高于未经氮掺杂carbon-blank 的463 m2·g-1, 其质量比电容则由94.0 F·g-1提高到了156.7F·g-1. 相似文献
5.
6.
分别以含氮菲咯啉、四硼酸钾和醋酸锌为碳源、活化剂和模板,制备了B、N共掺杂多孔碳(BN-PC),并探究模板质量对BN-PC结构和储电性能的影响。当醋酸锌质量为5g时,所得BN-PC5中B、N杂原子含量分别为 20.21%、18.29%。电化学测试结果表明,以6 mol·L-1 KOH为电解液,BN-PC5电极展现出高的比电容(在0.05 A·g-1电流密度下为255 F·g-1)、优异的倍率性能(在20A·g-1电流密度下为188F·g-1)和卓越的循环稳定性(在5 A·g-1的电流密度下循环10 000次比电容保持率为97%)。以3 mol·L-1 ZnSO4为电解液,在平均功率密度为56W·kg-1时,BN-PC5电容器的能量密度可达27Wh·kg-1。 相似文献
7.
分别以含氮菲咯啉、四硼酸钾和醋酸锌为碳源、活化剂和模板,制备了B、N共掺杂多孔碳(BN-PC),并探究模板质量对BN-PC结构和储电性能的影响。当醋酸锌质量为5 g时,所得BN-PC5中B、N杂原子含量分别为20.21%、18.29%。电化学测试结果表明,以6 mol·L-1KOH为电解液,BN-PC5电极展现出高的比电容(在0.05 A·g-1电流密度下为255 F·g-1)、优异的倍率性能(在20 A·g-1电流密度下为188 F·g-1)和卓越的循环稳定性(在5 A·g-1的电流密度下循环10 000次比电容保持率为97%)。以3mol·L-1ZnSO4为电解液,在平均功率密度为56 W·kg-1时,BN-PC5电容器的能量密度可达27 Wh·kg-1。 相似文献
8.
以D-木糖为炭源,月桂酸钠为模板剂,硼酸为掺杂剂,通过水热炭化方法制得硼掺杂分级多孔炭球(BPCS)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附测试、X射线光电子能谱(XPS)、顺磁共振波谱(EPR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)分析对样品进行表征。结果表明:月桂酸钠作为介孔造孔剂的同时,通过与D-木糖间的氢键作用使有机-有机自组装过程自发进行并形成窄尺寸分布(2~5 μm)规整炭球;硼酸在水热中催化炭源脱水降解,并以BC3、BCO2和BC2O的形式掺杂在炭球上,掺硼后炭球与水表面接触角降低,润湿性提高。经CO2活化、月桂酸钠高温分解以及胶质炭球的堆积分别产生微孔(0.5~1.2 nm)、介孔(3.14~35.00 nm)和大孔(60~146 nm)并形成分级结构。当硼酸加入量为0.927 5 g时多孔炭球(BPCS-1)的电化学性能最佳,在6 mol·L-1 KOH三电极体系中电流密度为0.5 A·g-1时,比电容达287.12 F·g-1;两电极体系中电流密度为0.5 A·g-1时比电容达151.34 F·g-1,能量密度达5.3 Wh·kg-1;电流密度为5 A·g-1时进行1 000次充放电循环,电容保持率仍达96.43%。 相似文献
9.
以柳树落叶为生物质碳源, 氨水为氮源, 采用溶胶-凝胶法制备了一系列氮掺杂多孔炭材料(WNC), 并对其结构和物理化学性质进行了表征. 结果表明, WNC材料具有较高的比表面积(528~618 m2/g)和多级孔结构; 材料表面含有丰富的含氧和含氮官能团(氮摩尔分数为8.9~9.9%); WNC材料对水体系中的亚甲基蓝(MB)表现出良好的吸附性能, 吸附为自发吸热过程, 符合Langmuir等温吸附和准二级动力学模型, 在pH值为5、 室温下最大吸附量为263.2 mg/g, 且材料可以多次循环使用. 对WNC-2及吸附染料MB后的WNC-2样品进行高温再焙烧处理, 所得样品(WNC-2-R和WNC-2-MB)的ζ电位明显升高, 表面碱性增强, 吸附容量分别提高到之前的1.3倍和1.6倍. 结合各种表征结果, 可以认为WNC材料的高比表面积和多级孔结构有利于吸附质(亚甲基蓝离子)的传输, 并能与材料表面的羰基、 醌基和吡啶氮等基团发生较强的相互作用, 从而使其表现出较高的吸附速率和吸附量. 相似文献
10.
钾离子电容器是一种新型的电化学储能器件,碳基材料被认为是最有前途的储钾候选材料之一.然而,K+半径较大使得迁移速率缓慢,脱嵌过程中材料的结构易破坏,导致性能显著下降.因此,开发出低成本的碳材料来适应K+扩散的热力学与动力学需求,已成为当前发展的瓶颈.煤沥青是煤焦油经蒸馏提取液体馏分后得到的残余物,它的组成主要为稠环芳烃,具有高的含碳量、可塑性好、资源集中、价格低廉等显著优点,是一种优质的碳基材料前驱体.鉴于此,本工作采用煤沥青作为碳源、聚四氟乙烯为氟源,氯化钠为模板剂,通过直接高温碳化的策略制备了氟氮共掺杂的多孔碳纳米片(FNCPC).研究表明,纳米片层的结构设计有效缩短了离子的传输路径, F、N共掺杂拓宽了碳的层间距,缓解了体积膨胀问题,并且形成更多的表面缺陷,可为K+的存储提供更多的反应活性位点.此外,电化学动力学分析和密度泛函理论(DFT)表明,FNCPC具备显著的赝电容特性和强的对K吸附能.得益于结构和化学性质的协同优化,FNCPC负极展现出优异的储钾能力(2 A·g–1电流密度下具有212.8 mAh·g–1的比容量)和循环稳定性.... 相似文献
11.
Jie Yu Congliang Wang Dr. Wenjing Yuan Prof. Yuhua Shen Prof. Anjian Xie 《Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)》2019,25(11):2877-2883
Herein, an ordinary and mass-production approach is reported to synthesize boron (B) and nitrogen (N) co-doped three-dimensional (3D) carbon aerogels (CA) by using glucose and borax as the raw materials by a simple hydrothermal method and then carbonization in NH3 atmosphere. The porous material (BN-CA-900) possesses a large specific surface area (1032 m2 g−1) and high contents of doped pyridinic N and graphitic N. The onset potential (0.91 V vs. reversible hydrogen electrode, RHE), half-wave potential (0.77 V vs. RHE), and current density (5.70 mA cm−2 at 0.2 V vs. RHE) of BN-CA-900 for ORR are similar to those of commercial Pt/C, indicating that BN-CA-900 has a comparable catalytic activity with Pt/C in alkaline media. The number of electron transfer is 3.86–3.99 and the yield of hydrogen peroxide is less than 6.8 %. BN-CA-900 also presents decent catalytic performance in acidic medium. Moreover, the stability and methanol tolerance of BN-CA-900 are superior to commercial Pt/C in both alkaline and acidic media. The prepared BN-CA-900 is a promising candidate that may be applied in other areas, such as the adsorption of pollution, porous conductive electrodes, and lithium-ion batteries. 相似文献
12.
Rui Yuan Han Wang Mingkang Sun Jay Whitacre Krzysztof Matyjaszewski Tomasz Kowalewski 《Journal of polymer science. Part A, Polymer chemistry》2020,58(1):225-232
N/B co-doped nanocarbon (NBC) is emerging as promising candidate in various applications. However, most synthetic approaches require complex heteroatom/carbon precursors, and suffer from poor porosity control and inevitable formation of electrochemically inactive N─B bonded species. In this study, we propose a new route to produce NBC from a single copolymer precursor, polyacrylonitrile-b-poly(styrene boronic ester) (PAN-b-PSBpin). Both polymeric blocks play dual roles during pyrolysis, i.e., PAN serves as both a carbon source and nitrogen source, and PSBpin functions as both a boron source and porogenic block. Importantly, a linear relationship between mesopore size in NBC and block length in copolymers was observed, allowing for excellent porosity control in NBC. X-ray photoelectron spectroscopy revealed only separated N and B configurations in formed NBC, assuring highly active surface examined by an efficient four-electron transfer process in oxygen reduction reaction and large geometric capacitances (Csa = 68 μF cm−2 and Cvol = 750 F cm−3) in supercapacitors. © 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci. 2020 , 58, 225–232 相似文献
13.
电化学电容器已经成为极具潜力的可满足高功率需求的储能系统器件. 多孔炭具有大比表面积、高导电性、化学惰性、廉价及可调孔结构等优势, 因此成为电化学电容器最为常用的电极材料. 本文报道由微孔棒状羟基磷灰石为模板及蔗糖为碳源合成的新型具有层次孔道结构的孔炭材料的电化学电容器的性能. 采用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱及BET表面分析仪表征了合成的多孔炭的形貌及表面特性. 采用循环伏安法、交流阻抗图谱分析及恒流充放电评价多孔炭材料在1 mol·L-1硫酸中的电化学电容性能. 多孔炭具有高的比表面积(719.7 m2·g-1)和大的孔容(1.32 cm3·g-1), 其无序的孔道由任意分布的微孔、坍塌的中孔及类模板形状的相互交织的棒状中孔组成. 随着炭化温度的增加, 微孔及棒状中孔的密度随之降低, 在炭化温度高达900℃时, 孔径分布图上出现了三个峰. 正是由于这些特殊的结构特征, 由900℃炭化得到的多孔炭制成的电极展示出很好的电化学电容性能. 相似文献
14.
WANG Sen-lin ZHANG Yong 《高等学校化学研究》2005,21(6):718-722
The electroless deposition of Ni68-Fe10.5-P21.5 alloy has been investigated. The crystallization behavior of the deposit was comparatively studied by using differential scanning calorimetry and X-ray diffractometry. The deposit transforms into a square Ni3P phase at 380. 0 ℃, then changes into a cubic FeNi3 phase at 490. 0 ℃. The microhardness, the size of the formed grains and the magnetic performance of the deposit increase with the increase of the heat treatment temperature below 500 ℃, then they decrease after this temperature. The effect of heat treatment time at 500 ℃ on the surface micromorphology, the structure and the magnetic performance of the deposit were also studied. The resuits show that with the increase of heat treatment time, the extent of crystallization of the deposit increases and the size of the formed grains becomes uniform. The results also show that the magnetic performance of the deposit under heat treatment for 40 min is maximal and then decreases with the increase of heat treatment time. The property change of the deposit is related to the crystal structure and the size of the formed grains of the deposit. 相似文献
15.
酚醛基活性炭纤维孔结构及其电化学性能研究 总被引:8,自引:0,他引:8
利用水蒸汽活化法制备了酚醛基活性炭纤维(ACF-H2O), 对其比表面积、孔结构与在LiClO4/PC(聚碳酸丙烯酯)有机电解液中的电容性能之间的关系进行了探讨. 用N2(77 K)吸附法测定活性炭纤维的孔结构和比表面积, 用恒流充放电法和交流阻抗技术测量双电层电容器(EDLC)的电容量及内部阻抗. 研究表明, 在LiClO4/PC有机电解液中, ACF-H2O电极的可用孔径(d)应在0.7 nm以上. 随着活化时间的延长, ACF-H2O的孔容和比表面不断增大, 但微孔(0.7 nm < d < 2.0 nm)和中孔(d > 2.0 nm)率变化很小, 活化过程中孔的延伸和拓宽同步进行, 但过度活化则造成孔壁塌陷, 孔容和比表面迅速下降. 因此, 除活化过度的样品外, 电容量随比表面积呈线性增长, 最高达到109. 6 F•g-1. 但中孔和微孔的孔表面对电容的贡献不同, 其单位面积电容分别为8.44 μF•cm-2和4.29 μF•cm-2, 中孔具有更高的表面利用率. ACF-H2O电极的电容量、阻抗特性和孔结构密切相关. 随着孔径的增大, 时间常数减小, 电解液离子更易于向孔内快速迁移, 阻抗降低, 电极具有更好的充放电倍率特性. 因此, 提高孔径和比表面积, 减少超微孔(d < 0.7 nm), 是提高 EDLC能量密度和功率密度的重要途径. 然而仅采用水蒸汽活化, 只能在小中孔以下的孔径范围内进行调孔, ACF-H2O电极电容性能的提高受限. 相似文献
16.
Dr. Lingxing Zeng Biyu Kang Fenqiang Luo Yixing Fang Cheng Zheng Junbin Liu Renpin Liu Xinye Li Prof. Dr. Qinghua Chen Prof. Dr. Mingdeng Wei Prof. Dr. Qingrong Qian 《Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)》2019,25(58):13411-13421
Sodium/potassium-ion batteries (SIBs/PIBs) arouse intensive interest on account of the natural abundance of sodium/potassium resources, the competitive cost and appropriate redox potential. Nevertheless, the huge challenge for SIBs/PIBs lies in the scarcity of an anode material with high capacity and stable structure, which are capable of accommodating large-size ions during cycling. Furthermore, using sustainable natural biomass to fabricate electrodes for energy storage applications is a hot topic. Herein, an ultra-small few-layer nanostructured MoSe2 embedded on N, P co-doped bio-carbon is reported, which is synthesized by using chlorella as the adsorbent and precursor. As a consequence, the MoSe2/NP-C-2 composite represents exceedingly impressive electrochemical performance for both sodium-ion batteries (SIBs) and potassium-ion batteries (PIBs). It displays a promising reversible capacity (523 mAh g−1 at 100 mA g−1 after 100 cycles) and impressive long-term cycling performance (192 mAh g−1 at 5 A g−1 even after 1000 cycles) in SIBs, which are some of the best properties of MoSe2-based anode materials for SIBs to date. To further probe the great potential applications, full SIBs pairing the MoSe2/NP-C-2 composite anode with a Na3V2(PO4)3 cathode also exhibits a satisfactory capacity of 215 mAh g−1 at 500 mA g−1 after 100 cycles. Moreover, it also delivers a decent reversible capacity of 131 mAh g−1 at 1 A g−1 even after 250 cycles for PIBs. 相似文献
17.
热处理对甲醇电氧化催化剂PtRu/C性能的影响 总被引:1,自引:1,他引:0
采用非离子表面活性剂Triton X-100作为稳定剂制备了催化甲醇电氧化反应的PtRu/C催化剂, 研究了热处理温度对催化剂的组成、结构、形貌和活性的影响. 利用循环伏安法研究了PtRu/C催化剂催化甲醇电氧化的活性, 用热重和差热分析(TG-DTA)、X射线能量色散谱(EDX)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对PtRu/C催化剂进行了表征. 研究结果表明, 热处理对PtRu/C催化剂粒子的大小、分布和Pt的氧化态有重要的作用. 在350 ℃下热处理的催化剂显示了最好的催化甲醇电氧化的性能, 由Triton X-100作为稳定剂制备的PtRu/C催化剂最适宜的热处理温度是350 ℃. 相似文献
18.
Zr4+离子掺杂对LiFePO4结构及电化学性能的影响 总被引:4,自引:0,他引:4
应用固相反应法于惰性气氛下合成掺Zr的L iFePO4正极材料.考察Zr4+掺杂浓度对于目标化合物结构及其电化学性能的影响.XRD,交流阻抗和恒流充放电测试等实验表明,少量的Zr4+掺杂并未影响目标材料产物的结构,反而有利于降低L iFePO4电荷转移反应的阻抗,从而有利于克服该电极过程中的动力学限制.该正极材料表现出优良的倍率放电性能,在0.1C倍率下,L i0.99Zr0.01FePO4的首次放电比容量达135.6mAh.g-1.30次循环后,容量衰减仅3.8%. 相似文献
19.
氯化锌活化对炭气凝胶微球的结构与电化学性能的影响 总被引:2,自引:2,他引:0
对炭气凝胶微球在高温下进行氯化锌活化改性,并用于制作超级电容器的电极。采用扫描电镜、N2物理吸附-脱附等对炭气凝胶微球的形貌结构进行表征,采用循环伏安、恒流充放电等测定了材料的电化学性能。结果表明,氯化锌活化有效地改善了炭气凝胶微球的孔结构,通过增加炭气凝胶微球的微孔面积和体积,提高了材料的比表面积和孔隙率。经过氯化锌活化,炭气凝胶微球的电化学性能也随之得到提高,电阻明显减小,比电容提高了2倍以上。 相似文献
20.
M. Sharath Chandra Geza Horvath-Szabo Marina Bulova 《Journal of Dispersion Science and Technology》2013,34(11):1560-1568
The gas-mobility reduction capability of sodium dodecylbenzene sulfonate foams was studied in sandpacks as a function of temperature at different surfactant concentrations and gas/liquid ratios. Increasing the temperature decreased the gas mobility at a given surfactant concentration and gas/liquid ratio. At any given temperature, the gas-mobility reduction was not increased beyond a certain limit with increasing surfactant concentration. While increasing the gas/liquid ratio improved the gas-mobility reduction at 20°C, at higher temperatures the reduction capability decreased after reaching a maximum at a gas/liquid ratio of 9. All the foams became weak at temperatures of 150°C and higher. 相似文献