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高性能超级电容器用相互连接的中孔炭片的制备(英文)
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TQ127.11[化学工程—无机化工]
  • 作者机构:[1]南京工业大学化学与化工学院,江苏先进材料协同创新中心,江苏南京210009, [2]安徽工业大学化学与化工学院,安徽马鞍山243002
  • 相关基金:国家自然科学基金(51272004,U1361110,U1508201);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-13-0643);煤资源洁净利用创新团队.
中文摘要:

以煤沥青为碳源,金属-有机框架化合物(MOF-5)为模板和辅助碳源,耦合KOH活化,制备了超级电容器用相互连接的中孔炭片状材料(IMCSs)。通过透射电镜、氮吸脱附、X射线衍射、X射线光电子能谱等技术对所得材料进行了表征。结果表明,所得IMCSs的比表面积介于860~1 046 m~2·g~(-1)之间。在优化的条件下,IMCSs在6 M KOH电解液中,0.05 A·g~(-1)电流密度下,其比容达到242 F·g~(-1)。由于IMCSs拥有可供离子快速传输的短的分级孔、可供离子吸附的大量的微孔和导电性好的相互连接的结构,因此,当电流密度增加到20 A·g~(-1)时,IMCSs的比容保持率为80.2%,显示了很好的速率性能。经10 000次循环充放电后,IM CSs的容量保持率仍达到94.2%,显示了优异的循环稳定性。此工作为合成高性能超级电容器用相互连接的中孔炭片提供了一个可行的方法,可以用廉价的稠环碳氢化合物,如,煤沥青和石油沥青为碳源。

英文摘要:

Interconnected mesoporous carbon sheets (IMCSs) for use in supercapacitors were fabricated from coal tar pitch usinga metal-organic framework (MOF-5) template method combined with KOH activation. The samples were characterized by transmis-sion electron microscopy, N2 adsorption, X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. Results show that the specific sur-face area of IMCSs is in the range of 860 to 1 046 m2·g-1. The IMCS prepared under the optimal conditions presents a high specific capacitance of 242 F·g-1 at 0. 05 A·g-1 in a 6 M KOH aqueous electrolyte. It also exhibits an excellent rate capability with a 80.2% capacitance retention rate as the current density increases from 0.05 to 20 A·g-1,and a cycle stability with a 94.2% capacitance re-tention rate after 10 000 charge-discharge cycles. The good electrochemical performance is ascribed to small hierarchical pores for ion fast transport, abundant accessible micropores for ion storage and interconnected structure for high electron conductivity. This work provides a simple method for the synthesis of IMCSs from cheap polycyclic aromatic hydrocarbons,including coal tar pitch and petroleum pitch, for use in high-performance supercapacitors.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764