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以糠醇为碳源的新型炭材料制备及其超级电容特性
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:《中国有色金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]湘潭大学化学学院环境友好化学与应用教育部重点实验室,湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(20871101,51272221)
中文摘要:

用溶剂热法制备金属有机骨架化合物(MOF-5,对苯二甲酸?锌配位化合物),将糠醇引入MOF-5的孔道中得到碳前驱体,炭化处理后,用14.5 mol/L HNO 3进一步活化,得到新型多孔炭材料。用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和N2吸附等温线等对其进行测试和表征。结果表明:经硝酸处理后的多孔炭材料表面含氧官能团明显增加。由于多孔炭材料具有较高的双电层电容,而含氧官能团能提高材料的氧化还原赝电容,因此材料具有优良的电化学性能。循环伏安测试表明,在6.0 mol/L KOH电解液中扫描速度为5 mV/s时,多孔炭材料的比电容高达243.3 F/g,组装成超级电容器经5000次循环后比电容仍高达74 F/g。

英文摘要:

The carbon precursor was prepared by infiltrating the furfuryl alcohol into pores of metal-organic framework (MOF-5, Zn 4O(BDC)3, BDC=1,4 benzendicarboxylate), which was synthesized by solvothermal method. With the direct carbonization and further activation treatment with 14.5 mol/L HNO 3 , a new porous carbon material was obtained. Infrared spectrum (IR), scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and N2 adsorption/desorption isotherm were utilized to characterize the as-prepared new porous carbon material. The results show that the oxygen-enriched functional groups on the surface of the new porous carbon material obviously increase after HNO3 activation. Due to the combination of electric double-layer capacitance of the porous carbon material and pseudo-capacitance of the oxygen-enriched functional groups, the as-prepared new porous material shows an excellent electrochemical performance. The results based on cyclic voltammetry test demonstrate that the specific capacitance is as high as 243.3 F/g at a scanning rate of 5 mV/s in 6.0 mol/L KOH electrolyte. Furthermore, the specific capacitance of the supercapacitor using this new porous carbon as the electrode active material still keeps at 74 F/g after 5 000 cycles.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 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,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974