聚丙烯腈基多孔炭材料的制備與電化學性能研究.pdf

1、多孔炭材料在生物醫藥、環境、能量存儲等領域有著廣泛的應用，特別是其作為當前商業化超級電容器主要的電極材料，得到了科研工作者廣泛的關注。目前，制備多孔炭材料的方法很多，但開發一種簡便有效的方法仍然具有重大意義。多孔炭材料的比表面積、孔徑分布、表面官能團、導電性等對電容器性能有很大的影響。因此，本論文的重點是開發一種新的制備多孔炭材料的方法，并討論多孔炭材料微觀結構對電容器性能的影響。
　　本文借助相轉化法和炭化法，以聚丙烯腈(PAN

2、)為炭前驅體，開發了一種簡便易放大的方法并成功制得了多孔炭材料。相轉化造成了聚合體中大孔的出現，程序式控溫使得制備的多孔炭材料內部富含孔徑在0.53-0.60 nm之間的微孔以及大孔。提高炭化溫度則使炭材料比表面積增大。XPS測試表明炭材料表面富含含氧官能團，特別是硝酸氧化后的多孔炭材料。循環伏安和阻抗測試表明，炭化溫度為900℃時制得的多孔炭材料表現出較好的電容性能，以6 M KOH為電解液，電流密度為0.2 A g-1時，其容量為1

3、56 F g-1和34.6μF cm-2，經過8000次充放電循環后，容量和庫倫效率均沒有明顯的衰減。而經硝酸氧化后的多孔炭材料在相同的測試條件下，容量達到173.2 Fg-1和60.1μF cm-2。
　　單質硫作為鋰電池正極材料，具有很高的理論比容量，并且資源豐富，對環境友好，因而由其構成的鋰硫電池極具發展前景。但是單質硫極低的電導率以及放電中間產物在電解液中溶解流失等缺陷，使鋰硫電池在實際應用方面仍面臨著諸多難題。將單質硫與