新型多孔碳材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、為了解決化石燃料所帶來(lái)的能源供應(yīng)不足和環(huán)境污染問(wèn)題，儲(chǔ)氫、儲(chǔ)鋰和超級(jí)電容器電極材料的研究受到格外關(guān)注。在所有的儲(chǔ)能材料中，由于多孔碳材料具有大量納米孔道，巨大的比表面積，在吸附、催化、儲(chǔ)能、電容等方面潛在巨大應(yīng)用價(jià)值，是迄今為止最為理想的材料。
　　 經(jīng)過(guò)多年的研究，一大批孔徑可調(diào)，組成可變、孔道形狀和排列方式多樣化的多孔碳材料被合成出來(lái)。盡管人們已經(jīng)取得了很多突出的成績(jī)，但是在多孔碳材料的研究過(guò)程中仍然有許多未知和不足需要我們

2、探索和解決。開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速生產(chǎn)高質(zhì)量多孔碳材料的新方法，并不斷推進(jìn)多孔碳材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用仍有大量的工作需要我們?nèi)プ觯@個(gè)過(guò)程充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
　　 有序介孔碳材料是最近發(fā)現(xiàn)的一類新型介孔材料，很多科學(xué)家已經(jīng)對(duì)此類材料進(jìn)行了大量的表面修飾和改性處理。我們以用有機(jī)-有機(jī)自組裝的方法新合成出的有序介孔高分子材料FDU-14為基體，在特制的無(wú)機(jī)鹽溶液中原位氧化其介孔孔道中的三嵌段聚合物，合成了N,Cu雙修飾的功能化的介孔F

3、DU-14酚醛樹(shù)脂和介孔碳材料，其最高比表面積可達(dá)439m2/g，最高孔容達(dá)0.34cc/g，最高電化學(xué)儲(chǔ)氫量為130.8mAh/g，最高儲(chǔ)鋰量為170mAh/g。研究結(jié)果表明介孔碳材料的容量高于介孔酚醛樹(shù)脂，N,Cu雙修飾后的介孔碳材料的容量高于未被修飾的介孔碳材料。
　　 我們直接煅燒生物質(zhì)、報(bào)紙和濾紙等廢棄物，得到了多孔碳材料，研究表明所得材料為無(wú)序多孔碳材料，具有豐富的納米孔道，孔道大小不一。這些材料都具有一定的電化學(xué)儲(chǔ)

4、氫作用，煅燒玉米莖后所得多孔碳材料是一種較好的雙電層電容電極材料。同時(shí)我們研究了KOH氧化對(duì)材料電化學(xué)儲(chǔ)氫性能的影響，得出氧化后的材料的儲(chǔ)氫性能明顯高于未被氧化的，儲(chǔ)氫容量最大增幅為67.3％。該合成方法簡(jiǎn)單，易操作，且實(shí)現(xiàn)了廢棄物的循環(huán)再利用，有利于環(huán)境保護(hù)。
　　 我們用直接浸漬法合成了Fe摻雜的多孔碳材料，磁滯回線測(cè)試表明所合成材料具有超順磁性，可以較好地用于染料吸附等領(lǐng)域。作為鋰電池的負(fù)極材料，所制的材料的最高放電容量為