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超级电容器具有大电容量、高功率密度、高充放电效率等优点,已经引起研究者的高度重视,而影响超级电容器性能的主要因素之一就是电极材料。炭材料具有价格低廉、理化性能稳定、环境友好等优点,是较理想的电极材料,近年来,含有能产生赝电容的杂原子(如P,N,O等)的炭材料成为研究的热点。本文将恒电位法和自组装法制备的聚苯胺(PANI)作为前躯体,分别利用空气,K2CO3和ZnCl2作为活化剂来制备应用于超级电容器的含杂原子活性炭材料。本文通过扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),傅里叶变换红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),元素分析,X射线光电子能谱(XPS),比表面积(BET)和恒流充放电,循环伏安,交流阻抗等测试方法对所制备材料的理化性质及电化学性能进行了研究。本论文的主要内容如下:1.电化学聚合具有成本低、反应条件简单、产物纯度高、生产过程清洁等优点,本文在两电极体系中采用恒电位法制备带“竹节”的棒状聚苯胺,以之为前躯体,通过空气活化制备活性炭材料。通过正交试验得到聚苯胺的最佳制备工艺:苯胺浓度为0.2mol L-1,硫酸浓度为0.75mol L-1,反应电位为2.2V,反应时间为4h。通过正交试验还得到制备活性炭的最佳工艺条件:炭化温度为700℃,炭化时间为1h,活化温度为450℃,活化时间为1.5h。经空气活化后的炭材料中氮、氧原子含量增加,其比表面积达到928.9m2g-1,存在微孔和介孔结构,且介孔体积比例较大,其电化学性能也得到了显著改善,比电容高达285F g-1。2.将自组装法制备的聚苯胺纳米管作为炭源,采用K2CO3活化制备掺杂活性碳纳米管。通过正交试验获得了制备活性碳纳米管的最佳工艺条件:PANI与K2CO3的剂量比为2:1,升温速率为4℃min-1,活化温度为600℃。经K2CO3活化后,炭材料的比表面积高达1004.8m2g-1,存在微孔和介孔结构,其比电容可达184F g-1。前面(1)中空气活化制备的活性炭材料的介孔体积及介孔体积比例大,对炭材料电容量的贡献大,因此它的比表面积虽然比K2CO3活化制备的活性炭材料稍小,但它的比电容更高。3.将自组装法制备的聚苯胺纳米管作为前躯体,以ZnCl2为活化剂,制备活性碳纳米管。通过正交试验得到活性碳纳米管的最佳制备工艺:PANI与ZnCl2的剂量比为1:1,升温速率为10℃min-1,活化温度为700℃。经ZnCl2活化后,炭材料的比表面积为831.3m2g-1,存在微孔和介孔结构;其比电容为172F g-1,且在50mV s-1的高扫描速率下,其比电容仍能保持为2mV s-1下的92%。