基于聚多巴胺的新型碳材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、多孔碳材料由于高的比表面積，優(yōu)異的電子傳導率，良好的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點在超級電容器的電極材料領域被廣泛研究。但與其他類型的電極材料如金屬氧化物和導電聚合物相比，基于碳的電極材料的比電容和能量密度仍然較低。為了提高多孔碳材料的電化學性能，一種有效的方法是向材料中引入雜原子和官能團。例如摻雜氮原子，與單純的多孔碳材料相比，氮摻雜能提高材料的電導率和濕潤性，但制備過程耗時，或有危險，活化過程容易對環(huán)境造成污染。因此，研究制備過程無污染，電化學性

2、能好的多孔碳材料對電極材料的發(fā)展有重要意義。
　　氮摻雜的多孔碳材料做電極材料時主要是通過電荷在電極表面的積累以及材料表面的含氮官能團的氧化還原反應來存儲電荷，具有比表面積大，循環(huán)穩(wěn)定性好等特點。但這類材料往往氮摻雜率較低，制備過程繁瑣且污染環(huán)境，限制了其實際應用。
　　本文首先利用生物小分子多巴胺在堿性條件下自聚合形成650±38nm平均粒徑的聚多巴胺（polydopamine，PDA）球，然后在活化劑KOH存在下高溫煅燒

3、PDA球制備出了氮摻雜多孔碳材料，避免了氮摻雜的復雜過程和硬模板的應用。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線粉末衍射（XRD）、X-射線光電子能譜（XPS）和Raman光譜等對所制備的氮摻雜多孔碳材料進行了形貌及結構組成的表征。系統(tǒng)研究了煅燒溫度對材料結構組成、孔特性及電化學性能的影響。利用KOH做活化劑700℃高溫碳化后，制備出的碳材料PDA-KOH-700比表面積和孔體積分別可達到1469.49m2g-1