基于聚氨酯泡沫的N掺杂多孔碳制备及其电容性能

摘要

以聚二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚酯380为原料,采用一步法制备聚氨酯泡沫,并采用阶段性升温碳化的方式得到多孔碳材料(PUFC),探讨了升温方式和保温时间对PUFC形貌、组成和电容性能的影响。研究结果表明,阶段升温碳化得到的PUFC能够实现N自掺杂且具有较高的比表面积。将聚氨酯泡沫先以5℃/min的速率升温至240℃并保温1 h,然后以1℃/min的速率升温至500℃,最后以5℃/min的速率升温至800℃并保温2 h,得到电化学性能最佳的PUFC。在0.1 A/g时PUFC的比电容高达325.2 F/g;而且在20 A/g时,其比电容仍可达264.3 F/g,倍率性能高达81.3%,表明该碳材料具有优异的电容性能。