扩展stöber法掺氮碳球的制备及其电化学性能

摘要

为了改善碳材料的性质,以间苯二酚、甲醛为碳源,盐酸胍为氮源,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(F127)为软模板剂,采用扩展的stöber法合成间苯二酚-甲醛-盐酸胍胶体球(NPS),然后水热、碳化制备掺氮碳球(NCS),考察了盐酸胍加入量对样品的结构特点、微观形貌及元素组成的影响,并通过循环伏安、恒流充放电对样品的电化学性能进行测试。结果表明:该方法制备出的掺氮碳球比表面积较大(590.8~851.5 m^2·g^-1),粒径均一,含氮量较高(3.142%~5.377%),具有较好的双电层电容器性能。当盐酸胍和间苯二酚的摩尔比为8:1时,制备的碳球电容性能最优。在电流密度为10 A·g^-1时,比电容达到252 F·g^-1,经历1000次循环后,电容保持率为97.2%。至此,以盐酸胍为氮源,采用扩展stöber法成功制备出了具有优异电化学性能的掺氮碳球。