碳氮納米材料的制備、表征及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，總結(jié)了碳氮納米材料的制備方法及其潛在應(yīng)用。重點(diǎn)闡述了具有三維殼核結(jié)構(gòu)和新穎一維長(zhǎng)納米線(xiàn)結(jié)構(gòu)的納米材料以及超電容器用碳材料、碳氮材料最新研究進(jìn)展。 在此基礎(chǔ)上，首次利用溶劑熱法，在較低的溫度下成功合成了富氮的具有核-殼結(jié)構(gòu)的Ni-C均勻納米球，成功引入非金屬元素--氮到碳包覆磁性納米材料中，有利于該類(lèi)材料的表面改性，從而拓寬其應(yīng)用范圍。 通過(guò)簡(jiǎn)單改變反應(yīng)條件，利用相同的體系，成功制備了具有特大長(zhǎng)徑比

2、的超長(zhǎng)碳氮納米線(xiàn)。并考察了不同反應(yīng)時(shí)間，不同反應(yīng)物對(duì)結(jié)果的影響。探討了利用具有層狀結(jié)構(gòu)的前驅(qū)物，通過(guò)控制反應(yīng)條件，以形成可以控制形貌的不同碳氮納米材料。 采用X射線(xiàn)衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡對(duì)不同產(chǎn)物進(jìn)行了晶型和形貌表征。利用循環(huán)伏安測(cè)試、循環(huán)壽命測(cè)試研究了產(chǎn)物的電容性能。探索分析了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物比電容的影響，研究了活化對(duì)產(chǎn)物電容性能的影響。 在較低的溫度下，采用三聚氯氰(C3N3Cl3)作為唯一的反

3、應(yīng)物，環(huán)己烷作為溶劑，未使用任何催化劑，用溶劑熱法制備的碳氮納米材料的電極具有良好的超電容行為，材料具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命，掃描速度為10mV/s時(shí)，其比電容可達(dá)148.3F/g，電勢(shì)窗口拓寬到1.2V(-0.6到0.6V)。經(jīng)6000次循環(huán)后，比電容還能分別達(dá)到最初容量的95％。利用KOH對(duì)其進(jìn)行活化，得到的產(chǎn)物比電容有了很大提高，增幅最高可達(dá)到70％。高的比容量歸結(jié)于超細(xì)的粒徑和均勻的結(jié)構(gòu)，并且粒徑均勻的分布在改善超電容器電極材料