周艳娜 廖辉伟 邓秋林 黄晓枫 周 宇 钟锐强

(西南科技大学材料科学与工程学院 四川绵阳 621010)

环境污染和能源紧缺导致开发与储存清洁、可再生能源变得尤为迫切。超级电容器凭借其充放电快速、功率密度和能量密度高、循环寿命长、适用范围宽、环境友好等优点，成为极具前景的新型储能设备[1]。超级电容器一般分为双电层电容器(EDLCs)和赝电容器(PCs)两种。PCs通过电极材料表面或近表面发生的氧化还原反应来储存能量，因此可以获得比EDLCs更高的比容量与能量密度[2-3]。

石墨相氮化碳(g-C3N4)具有良好的热和化学稳定性、低的界面阻抗、低成本等优点，特别是其高含氮量增加了材料的润湿性以及电子供体特性，从而促进电子传输[4]。然而g-C3N4比电容有限，导致其功率密度与能量密度降低，限制了g-C3N4在超级电容器领域的实际应用[5-6]。为解决上述问题，已有的研究中常将g-C3N4与其他高理论容量的电极材料结合。例如，Ni(OH)2具有2 082 F·g-1的高理论比电容[7]，Wu等[8]制备的O@g-C3N4/Ni(OH)2，在0.5 A·g-1电流密度下的比容量高达967 C·g-1，在3 A·g-1电流密度下经过5 000次的充放电后仍能保留94.4%的比容量，可见O@g-C3N4/Ni(OH)2展现了良好的电荷储存能力以及倍率性能。Co3O4的理论比电容高达3 560 F·g-1，Zhu等[9]制备的Co3O4/g-C3N4，在1.2 A·g-1的电流密度下得到了780 F·g-1的高比电容，在3 A·g-1电流密度下经过1 000 次的充放电后保留80%的比电容，表明Co3O4/g-C3N4具有良好的电容性能。可见通过与高理论容量的材料结合来克服g-C3N4在超级电容器实际应用中存在的问题是可行且有效的。

在众多高理论容量的电极材料中，红磷(RP)的理论容量可达2 596 mAh·g-1，储量丰富、价廉易得，然而其导电性差[10]。……