丁帅伟, 张海涵, 向 勇, 徐 丽, 刘国际

苯并噁嗪基N掺杂介孔碳材料电化学性能

丁帅伟, 张海涵, 向 勇, 徐 丽, 刘国际

(郑州大学 化工学院, 河南 郑州 450001)

为了制备高比电容、高稳定性的超级电容器电极材料，以己二胺、腰果酚、多聚甲醛为原料合成了苯并噁嗪前驱体(C-BOZ)，利用介孔硅基分子筛(SBA-15)为模板剂，制备了氮掺杂有序介孔碳材料(NCC)。分别考察了C-BOZ与SBA-15质量比为1:0.6、1:0.8、1:1时对电化学性能的影响，并通过N2等温吸脱附、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的形貌结构及元素组成进行表征分析。结果表明：当C-BOZ与SBA-15质量比为1:0.8时，比表面积高达1 432 m2×g-1，所制备碳材料成功复刻出SBA-15的孔道形貌结构，电流密度为0.5 A×g-1时比电容高达464 F×g-1，经过6 000次循环充放电仍然保持初始比容量的97.7%，具有良好的循环稳定性。

苯并噁嗪；介孔碳材料；超级电容器；介孔硅基分子筛(SBA-15)

1 前 言

超级电容器作为一种新型储能装置，具有高功率密度和优良的循环寿命等优点，成为近年来的研究热点[1-3]。电极材料是超级电容器的重要组成部分，主要分为金属氧化物、导电聚合物、碳材料。金属氧化物类电极材料虽然能大幅度增加比电容，但倍率性能差、电导率低；导电聚合物理论比电容高、合成简单，但比表面积小、稳定性差；碳材料具有良好的导电性和导热性，化学稳定性高。但是碳自身比电容低，可以通过杂原子掺入碳骨架的方法，改善电极和电解质之间的亲水性，增强其表面活性，同时杂原子的引入能够产生可逆的赝电容，从而提高碳材料的电容性能[4]。……