王 琼， 杨 旋， 蔡政汉， 陈燕丹， 黄 彪， 林冠烽,2*

(1.福建农林大学 材料工程学院,福建 福州 350002； 2.福建农林大学 金山学院,福建 福州 350002)

近年来，杂原子掺杂多孔炭材料作为电极应用于超级电容器的研究已逐渐成为热点[1]。活性炭等多孔炭材料经掺杂改性后，宏观和微观性能均将发生显著变化，其不仅具备高比表面积，优良的耐热、耐酸碱性，还将具备独特的电子传导性和催化性能。这是由于表面掺杂元素的电负性与碳元素存在差异，在共价键结合后，将显著影响碳骨架结构的电子云分布状态，使炭层中石墨微晶平面层产生错位、弯曲、离位等具有不成对电子的缺陷位，使得活性炭表面的电化学界面状态、双电层电容和赝电容性质发生改变。同时杂原子的引入，如氮、磷、硫等以官能团的形式与碳原子连接在一起，大部分官能团本身亲水性较强，能与水形成氢键，使得材料的表面润湿性增强，也有部分是通过杂原子提供电子对的方式，影响材料的极性和电子分布，这在一定程度上也会增加电解液与材料之间的润湿性，从而提高材料性能[2]。掺杂元素，如氮(N)[3]、磷(P)[4]、硫(S)[5]、硼(B)[6]等的单掺杂和共掺杂将对活性炭表面的电化学界面状态、双电层属性和赝电容性质产生影响。与单原子掺杂相比，由于协同效应，共掺杂可以提高材料的整体性能[7-9]，因此，近年来多杂原子共掺杂的研究越来越受到重视。由于生物质原料具有价格低廉、资源充沛等优点，许多研究者采用生物质为原料制备多元掺杂活性炭。……