功能含氮炭材料的設(shè)計(jì)制備與性能研究.pdf

1、功能含氮炭材料，是通過(guò)在炭基材料中摻雜氮原子實(shí)現(xiàn)功能化的。這種材料以其發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的機(jī)械穩(wěn)定性、優(yōu)異的化學(xué)特性、較好的導(dǎo)電性等而備受關(guān)注。對(duì)于炭基材料的氮摻雜進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功能化，需要科學(xué)的探索和細(xì)致的研究。因此，尋找成本低廉、操作簡(jiǎn)便、綠色環(huán)保、效果明顯的實(shí)驗(yàn)方法，以實(shí)現(xiàn)功能含氮炭材料的工業(yè)化，一直是困擾研究者們的重要問(wèn)題。
　　本文實(shí)驗(yàn)可分為兩大部分。
　　實(shí)驗(yàn)一通過(guò)溶劑熱法，一步制得特定形貌的Fe3O4納米粒子，然后

2、在樹脂縮聚過(guò)程中加入該粒子，再經(jīng)高溫炭化，制得包裹特定形貌Fe3O4納米粒子的含氮碳納米球，并以相同實(shí)驗(yàn)方法制得包裹不同形貌Fe3O4納米粒子的含氮碳納米球。利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線粉末衍射儀、X射線光電子能譜儀等進(jìn)行了表征和分析。同時(shí)，將包裹不同形貌Fe3O4納米粒子的碳納米球制成電極片，利用循環(huán)伏安測(cè)試、恒流充放電測(cè)試、電化學(xué)阻抗測(cè)試對(duì)材料的超級(jí)電容性能進(jìn)行了分析，研究表明包裹球形Fe3O4納米粒子的含氮碳納米球具

3、有最優(yōu)性能，該材料的比電容高達(dá)346.30F g-1，材料內(nèi)阻小于0.55Ω，可作為超級(jí)電容器的優(yōu)良負(fù)極材料。
　　實(shí)驗(yàn)二以農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物核桃殼為原料，通過(guò)添加金屬鹽助劑，在原料高溫炭化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)N原子的摻雜，再經(jīng)活化制得含氮生物質(zhì)基多孔炭材料。利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線粉末衍射儀、N2吸附-脫附、X射線光電子能譜儀等進(jìn)行了表征和分析。同時(shí)，應(yīng)用該含氮功能炭材料對(duì)亞甲基藍(lán)等染料廢水進(jìn)行了吸附測(cè)試，研究表明這種材料對(duì)于