碱性氨基酸催化含氮有序介孔碳的水相合成及其电容性能研究

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本文通过引入碱性氨基酸协助水相自组装的方法合成了氮掺杂的高度有序介孔碳材料[1]。在这个体系中氨基酸既是前驱体聚合的反应物和催化剂,又是掺杂的氮源[2]。这种合成方法在保证介观结构有序度的前提下巧妙地实现了介孔碳材料组分、结构[3]和形貌[4]的可调性并实现了产物的大批量合成。产物的氮含量在1wt%到6.3 wt%的范围内,通过前驱体的量的改变可以进行有效调节,同时还可改变表面活性剂的亲疏水体积比,实现二维六方结构和立方结构的调节转变。典型产物的比表面积由氮气吸脱附曲线BET模型计算为600 m2g-1,经过KOH活化后比表面积急剧增大为1866 m2g-1并维持了其介观结构的有序性。采用两电极对称型电容器体系,以离子液体为电解液,在0.25 A g-1的电流密度下,活化后的有序介孔碳材料的比电容为186 F g-1。在倍率性能测试中,以20 A g-1的电流密度充放电,其容量保持在75%以上。
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