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炭化温度对金属有机基多孔碳结构和电化学性能的影响
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:《中南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TM911[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 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,湖南湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(20871101)
中文摘要:

研究炭化温度(700,800,900和950℃)对从MOF-5所获多孔碳材料的结构和性能的影响,并用16 mol/L HNO3活化制备具有不同孔隙结构和活性的多孔碳材料,依次标记为APC-700,APC-800,APC-900和APC-950。利用XRD、氮气吸脱附测试、循环伏安测试、恒流充放电及交流阻抗等探讨炭化温度对多孔碳材料比表面积、孔径分布及电化学性能的影响。研究结果表明:随着炭化温度升高,多孔碳材料的比表面积先增大后减小,而孔容则不断增大。其中APC-900具有大的比表面积和良好的电化学性能,在6 mol/L KOH电解液中,当扫描速度为1 mV/s时,单电极最大比电容高达312.8 F/g。组装成超级电容器在1 A/g电流密度下循环1 000次后,电容仍保持在71.8 F/g,容量几乎没有衰减。

英文摘要:

Four porous carbon samples APC-700, APC-800, APC-900 and APC-950 were prepared by the carbonization of MOF-5 at 700, 800, 900 and 950℃ under Ar atmosphere and further activated in 16 mol/L HNO3 solution. The influences of carbonization temperature on the structure and electrochemical properties of porous carbon were studied. The physicochemical and electrochemical properties of samples were characterized by X-ray diffractometry (XRD), nitrogen sorption isotherm, cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy, respectively. The results show that the pore volume increases with the increase of carbonization temperature, while the BET surface area increases firstly and decreases afterwards. Especially, APC-900 shows a higher specific surface area and better electrochemical performance. Cyclic voltammetry study indicates that the specific capacitance of 312.8 F/g can be obtained at a scan rate of 1 mV/s in 6 mol/L KOH electrolyte. Meanwhile, the maximum specific capacitance of the supercapacitors using APC-900 as active electrode material reaching up to 71.8 F/g was obtained at the current density of 1 A/g and the specific capacitance retention of the sample is still as high as 98% after 1 000 charge-discharge cycles.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 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,中国中国科技核心期刊,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:20874