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氮杂化介孔碳制备方法及在超级电容器中的应用进展

2021-03-08高长青刘怡琳李建生刘炳光

无机盐工业 2021年3期

李 璐,高长青,刘怡琳,王 雪,李建生,刘炳光

(1.天津职业大学生物与环境工程学院,天津300410;2.内蒙古天宇达生物科技有限公司)

氮杂化介孔碳是在有序介孔碳的骨架中掺入氮原子部分取代碳原子形成的一种新型碳材料。氮杂化介孔碳与氮杂化石墨烯有许多相似之处,它的纳米尺寸效应不及石墨烯和纳米碳管,却具有生产成本低廉的优点。氮杂化介孔碳具有优异的性价比,更容易实现商业化应用。

氮杂化改变了介孔碳的化学组成,增强了其骨架结构强度,改变了其孔道结构、表面性质,增加了大量化学活性位,增大了其吸附容量和吸-脱附速度。氮杂化介孔碳是现有介孔碳的升级换代产品。目前已有综述文献介绍了多级孔碳材料的合成及应用,但较少涉及混合聚合物炭化法和共聚物炭化活化等新型的氮杂化介孔碳制备方法[1-3]。笔者结合项目组对氮杂化介孔碳的制备研究,综述了氮杂化介孔碳的制备方法及其在超级电容器中应用的最新进展。

1 氮杂化介孔碳的制备方法及特点

氮杂化介孔碳也属于含有微孔、 介孔和大孔的多级孔碳材料,只是其孔径分布比较窄,介孔比例大于70%。氮杂化介孔碳的制备方法与现有多级孔碳的制备方法理应相同,包括硬模板法、软模板法、软硬模板结合法、混合聚合物炭化法、共聚物炭化法、共聚物炭化活化结合法等。

1.1 模板法

1.1.1 硬模板法

利用材料的内表面或外表面为模板,将碳前驱体填充到模板间隙中,经过炭化和模板去除工序,得到反相复制模板结构的介孔碳材料。……

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