【摘 要】
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本论文利用聚膦腈独特的结构和化学特性,以聚膦腈碳（PZSC）为主要研究对象,以不同的形式与其它材料复合,制备电极材料并组装高性能超级电容器。分别制备了聚膦腈碳球（PZSC）、聚膦腈碳球改性的黑磷纳米片（BP/PZSC）、聚膦腈碳包覆的钴酸镍纳米线（NiCo2O4@PZSC）、磷掺杂的多孔碳（a-PPC）、氧化镍修饰的聚膦腈碳球（PZSC/NiO）、聚膦腈碳修饰的磷酸铁钴（Co3Fe4（PO4）6/
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本论文利用聚膦腈独特的结构和化学特性,以聚膦腈碳（PZSC）为主要研究对象,以不同的形式与其它材料复合,制备电极材料并组装高性能超级电容器。分别制备了聚膦腈碳球（PZSC）、聚膦腈碳球改性的黑磷纳米片（BP/PZSC）、聚膦腈碳包覆的钴酸镍纳米线（NiCo2O4@PZSC）、磷掺杂的多孔碳（a-PPC）、氧化镍修饰的聚膦腈碳球（PZSC/NiO）、聚膦腈碳修饰的磷酸铁钴（Co3Fe4（PO4）6/PZSC）等电极材料,并组装三种超级电容器:（1）BP/PZSC//PZSC;（2）NiCo2O4@PZSC//a-PPC;（3）PZSC/NiO//Co3Fe4（PO4）6/PZSC。主要研究内容如下:（1）BP/PZSC//PZSC混合型超级电容器的制备:通过缩聚反应制备聚膦腈微球（PZS）,经高温碳化制备聚膦腈碳球（PZSC）。通过低压合成路线制备体相黑磷（BP）,再用PZSC修饰BP,利用超声辅助液相剥离法制备BP/PZSC复合材料。BP/PZSC拥有116.5 mAh g-1高的比容量。以BP/PZSC作为正极,PZSC作为负极,组装BP/PZSC//PZSC混合型超级电容器。该器件可以提供20.3 Wh kg-1的能量密度。（2）NiCo2O4@PZSC//a-PPC混合型超级电容器的制备:通过水热反应制备NiCo2O4纳米线,在纳米线表面原位包覆PZS制备NiCo2O4@PZS,经煅烧处理得到多元杂原子（N、P、S）修饰的NiCo2O4@PZSC复合材料。NiCo2O4@PZSC在0.5 A g-1下比容量为116.8 mAh g-1。将石油焦（PC）进行化学活化和离子交换策略,制备出磷掺杂多孔碳（a-PPC）,该电极拥有高比电容(197.5 F g-1)。以NiCo2O4@PZSC作为正极,a-PPC作为负极,组装NiCo2O4@PZSC//a-PPC混合型超级电容器,该器件拥有高功率密度(800 W kg-1)和能量密度（30.5 Wh kg-1）。（3）PZSC/NiO//Co3Fe4（PO4）6/PZSC电池型超级电容器的制备。本工作选用PZS微球作为载体,在其表面原位生长碳酸氢镍Ni（HCO3）2颗粒。通过煅烧处理得到PZSC/NiO复合材料,在0.5 A g-1下比容量为188.6 mAh g-1。选用耐高温的金属有机框架（MOFs）作为基底,利用PZS修饰,再经碳化制备Co3Fe4（PO4）6/PZSC材料。Co3Fe4（PO4）6/PZSC拥有好的电化学性能(114.2 mAh g-1,8 A g-1)。以PZSC/NiO为正极,Co3Fe4（PO4）6/PZSC为负极,组装PZSC/NiO//Co3Fe4（PO4）6/PZSC电池,该器件具有高能量密度(54.6 Wh kg-1,400 W kg-1)。
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