氮前驱体对含氮多孔炭电化学性能的影响

以纤维素为碳源,分别以尿素、三聚氰胺、哌嗪、L-组氨酸为氮源,以氢氧化钾为催化剂和活化剂,通过水解-交联-炭化过程,制备了一系列含氮多孔炭。通过氮气吸脱附、元素分析以及XPS等手段表征了材料的孔结构参数以及元素组成,并采用循环伏安法、恒电流充放电法以及交流阻抗法检测了含氮多孔炭的电化学性能。实验结果表明,吡啶氮对于多孔炭电化学性能改进效果最好,氮前驱体中的N=C键是决定含氮多孔炭中吡啶氮含量的关键因素;以三聚氰胺为氮源得到的含氮多孔炭吡啶氮的比例最高,且具有最高的比表面积2 210 m~2/g;当电流密度为0.1 A/g时,其整体比电容可达44.4 F/g,当电流密度提高至20 A/g时,其容量仍可达到35.8 F/g,倍率性能最好。