碳化硅木陶瓷衍生碳材料制备及其电容性能

摘要

以椴木木材、聚碳硅烷(PCS)、纳米碳化硅粉(粒径800 nm)为材料,采用蚀刻碳化硅木陶瓷的方法制备碳化硅木陶瓷衍生碳电极材料;应用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观形貌,应用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(RM5)分析材料的物相组成,应用美国康塔Autosorb iQ物理吸附仪以氮吸附方法测量材料孔结构,应用上海辰华CHI 660E电化学工作站分析材料的电化学性能。结果表明:随蚀刻温度提高,材料物相组成由β-SiC向无定形碳转化。衍生碳材料不但完整保留了天然木材的多孔结构,还成功引入了介孔和微孔,孔径分布较为集中。当蚀刻温度为900℃时,衍生碳材料的比表面积和微孔孔容最大,分别为937.91 m^(2)/g、0.41 cm^(3)/g。在以浓度为6 mol/L的KOH为电解液的三电极体系测试中,900℃蚀刻的样品电化学性能最好,在10 mA/cm^(2)电流密度时的比电容量为1.716 mF/cm^(2),并且具有良好的伏安特性和阻抗特性。