丁二酮肟與醋酸鋅直接固相反應(yīng)制備碳納米材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著化石能源的不斷消耗，人們將更多的目光投在新能源領(lǐng)域。碳基材料因為其化學(xué)穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性能好、價格低廉、來源廣泛等優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用鋰離子電池負極材料、鈉離子電池負極材料以及超級電容器電極材料等能量儲存領(lǐng)域。
　　本論文通過丁二酮肟與二水合醋酸鋅的直接固相反應(yīng)，制備出氮摻雜的分級多孔碳納米材料，該制備方法簡便、節(jié)能、對環(huán)境友好，具有一定的普適性;所制各的碳材料具有獨特的組分與結(jié)構(gòu)，使其在鋰離子電池及超級電容器的應(yīng)用中表現(xiàn)出了優(yōu)異的

2、電化學(xué)性能。主要工作總結(jié)如下:
　　(1)采用丁二酮肟和二水合醋酸鋅為原料，通過直接低熱固相反應(yīng)法制備出前驅(qū)體，對該前驅(qū)體進行后續(xù)碳化等處理后可進一步制備氮摻雜的碳納米材料這一目標(biāo)產(chǎn)物。
　　(2)通過兩步法，即碳化熱處理(900℃以下)及隨后的酸刻蝕，將前驅(qū)體進一步轉(zhuǎn)化為氮摻雜的多孔碳納米材料（表示為NC-T-x，其中NC表示氮摻雜的碳，T為熱處理前驅(qū)體的溫度，x為制備丁二酮肟鋅是所用的丁二酮肟與二水合醋酸鋅的物質(zhì)的量之比

3、）。電化學(xué)性能測試表明，NC-800-2材料表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)性能:當(dāng)其作為鋰離子電池負極材料時，在100mA g-1的電流密度下，充放電循環(huán)了50圈以后，仍可放出高達700 mAh g-1的可逆容量，這遠遠高于商業(yè)化石墨的理論比容量(372 mAh g-1);當(dāng)其作為超級電容器的電極材料時，在1000 mA g-1的電流密度下，比電容為134 F g-1，高于商業(yè)化活性炭材料。
　　(3)通過一步法，即高溫(900℃以上)熱處