介孔碳與介孔金屬氧化物的結(jié)構(gòu)調(diào)控及超電容性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器作為一種新型綠色儲(chǔ)能裝置,由于具有能量密度高、功率密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)、通訊、國(guó)防等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,日益受到國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注。有序介孔碳和介孔金屬氧化物具有有序的孔道結(jié)構(gòu)、均一的孔徑分布、高的比表面積和大的孔體積,是超級(jí)電容器的理想電極材料。制備不同孔道結(jié)構(gòu)的介孔碳和介孔金屬氧化物,進(jìn)一步研究孔道結(jié)構(gòu)對(duì)超電容性能的影響,對(duì)其在超級(jí)電容器電極材料中的應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文首先以三嵌段共聚

2、物P123為表面活性劑、正硅酸乙酯或硅酸鈉為硅源,制備出了具有有序孔道結(jié)構(gòu)的介孔二氧化硅SBA-15、MSU-H和KIT-6。以二維六方結(jié)構(gòu)的MSU-H和三維立方結(jié)構(gòu)的KIT-6為硬模板、蔗糖為碳源,進(jìn)一步合成了有序介孔碳OMC-M和OMC-K。在蔗糖中添加硼酸,通過(guò)控制硼酸的添加量,獲得了在4～10 nm范圍內(nèi)孔徑可調(diào)的有序介孔碳。對(duì)所得有序介孔碳進(jìn)行循環(huán)伏安、恒流充放電和交流阻抗等電化學(xué)測(cè)試,其結(jié)果表明,在5 mV/s掃描速率下,對(duì)

3、于兩種不同結(jié)構(gòu)的OMC-M和OMC-K,OMC-M-6和OMC-K-4的比電容分別達(dá)到最大值203.8和190.4 F/g。當(dāng)掃描速率從5 mV/s變化到100 mV/s時(shí),有序介孔碳的電容保持率高達(dá)81～86％。在4～8 nm范圍內(nèi),有序介孔碳的比表面電容隨孔徑的增大而增大,在5mV/s掃描速率下,OMC-M-2達(dá)到最大值27.5μF/cm2。
　　 以二維六方結(jié)構(gòu)的SBA-15為硬模板、金屬硝酸鹽為前驅(qū)體,獲得了介孔結(jié)構(gòu)的N