氮掺杂淀粉基活性炭及其电化学性能研究

摘要

将玉米淀粉与尿素按不同比例混合糊化，经过500℃碳化、700℃KOH活化得到了氮掺杂的淀粉基活性炭.使用SEM和XPS对材料进行表征，并使用三电极系统和二电极系统对材料的电化学性能进行测试.结构形貌研究结果表明：制备的碳材料呈现不规则片状结构，氮掺杂提高了活性炭的氮含量.电化学测试结果表明：氮掺杂使制备的活性炭电极材料的比电容明显提高，其中淀粉和尿素质量比为1∶1时材料的电化学性能最佳；循环伏安曲线呈类矩形，表明电极材料具有双电层电容特性；三电极系统在0.5 A/g的电流密度下，材料比电容达293 F/g,在10 A/g下仍可高达203 F/g,表明电极材料具有良好的倍率性能；二电极系统在0.5 A/g的电流密度下，材料比电容为174 F/g,在2 A/g的电流密度下经过8 000次充放电循环后，仍然可保持初始值85%的比电容.

关键词

溶胶凝胶化 / 淀粉 / 氮掺杂 / 超级电容器 / 电化学

基金资助

辽宁省高校创新人才支持计划项目(LR2017034); 辽宁省教育厅项目(LQ2017010)