【摘 要】
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随着化石能源的日益衰竭和环境污染的愈加严重,开发新型可持续的绿色清洁能源迫在眉睫。超级电容器在能源储存和转换方面有着突出的表现。众所周知,电极材料在影响超级电容器性能方面。其中,具有多孔结构的氮掺杂碳纳米纤维表现出优异的电化学性能。因此,本论文制备含羟基聚酰胺酸作为聚合物前驱体溶液,通过静电纺丝和碳化处理制备碳纳米纤维,利用含羟基聚酰亚胺发生热重排反应会原位生成多孔结构的特点,制备出具有着多孔结构
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随着化石能源的日益衰竭和环境污染的愈加严重,开发新型可持续的绿色清洁能源迫在眉睫。超级电容器在能源储存和转换方面有着突出的表现。众所周知,电极材料在影响超级电容器性能方面。其中,具有多孔结构的氮掺杂碳纳米纤维表现出优异的电化学性能。因此,本论文制备含羟基聚酰胺酸作为聚合物前驱体溶液,通过静电纺丝和碳化处理制备碳纳米纤维,利用含羟基聚酰亚胺发生热重排反应会原位生成多孔结构的特点,制备出具有着多孔结构的氮掺杂碳材料纳米纤维,具体的研究内容如下:（1）以2,2-双（3-氨基-4-羟基苯基）六氟丙烷（6FAP）和均苯四甲酸二酐（PMDA）为单体,经低温缩聚合成聚酰胺酸（PAA）溶液,通过静电纺丝技术制备成纳米纤维,然后对其进行热酰亚胺化、热重排和进一步碳化处理制备出含羟基聚酰亚胺基碳纳米纤维（HPICNFs）。经研究表明,当PAA浓度为20%,热重排时间为2 h,碳化温度为800°C时,6FAP-HPICNF-800-20的比表面积达到1107.647 m~2g-1,孔体积为0.6204 cm~3g-1,其比电容达到263.9 F g-1。用6FAP-HPICNF-800-20组装的对称超级电容器,经过10000次充放电循环后电容保持率约为99.82%,表明该碳材料具有优异的循环稳定性。（2）以自制的2,2-双（2-氨基-4-羟基苯基）丙烷（BAHPP）和均苯四甲酸二酐（PMDA）为单体,经低温缩聚合成PAA溶液,通过静电纺丝技术制备出纳米纤维,然后对其进行热酰亚胺化、预氧化、热重排和碳化处理制备出多孔碳纳米纤维。经研究表明,当PAA浓度为20%,热重排时间为2 h,碳化温度为900°C时,BAHPP-HPICNF-900-20的比表面积为222.35 m~2g-1,比电容为147.4 F g-1,在0.5～10 A g-1范围内电容保留率近75%。（3）以自制9,9’-双[4-（4-氨基-3-羟基苯氧基）苯基]芴（BAHPPF）和均苯四甲酸二酐（PMDA）为单体,经低温缩聚合成PAA溶液,通过静电纺丝技术制备成纳米纤维,然后对其进行分步热处理制备出多孔碳纳米纤维。经研究表明,当PAA浓度为25%,热重排时间为2 h,碳化温度为800°C时,BAHPPF-HPICNF-800-25的比表面积为611.06 m~2g-1,比电容达到171.3 F g-1,具有约为0.33Ω的电荷转移阻抗（Rct）,表明该多孔碳材料具有良好的电化学性能。
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