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硝酸氧化对沥青烯基有序介孔炭电化学性能的影响
  • 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]大连理工大学化工学院炭素材料研究室大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连116024, [2]大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(90610003 20725619 20836002); 国家863项目(2009AA05Z318)
中文摘要:

采用硝酸对沥青烯基有序介孔炭(Ordered mesoporous carbon,OMC)进行氧化处理,在硝酸浓度为5mol/L、40℃-100℃下,考察了氧化温度对沥青烯基OMC的孔结构和电化学性能的影响,讨论了不同表面化学氛围的OMC孔道内电解液离子的传输过程。OMC的结构表征和性能测试采用XRD、物理吸附仪和电化学工作站等技术。结果表明:适度的硝酸氧化处理可以有效地改善OMC的电化学性能,低温氧化处理在化学改性OMC表面的同时,仍能保持其规则的孔道结构,比表面积和孔容基本不变;60℃氧化处理时,OMC表现出良好的双电层电化学行为和频率响应特性,电容器可以保持较快的充放电速率,时间常数约为6s;在5mV.s-1的扫描速率下其质量比电容值和能量密度分别为138F.g-1和3.9Wh.kg-1,较改性前分别提高了57%和63%。

英文摘要:

Asphaltene-based ordered mesoporous carbon(OMC) was oxidized with 5 mol/L nitric acid at 40-100 ℃.The influence of nitric acid oxidation treatment on its textural properties and electrochemical performance as a supercapacitor electrode material was investigated and the ionic transport behavior in relation to surface chemical structure was discussed.The pore structures and electrochemical performance were examined using XRD,nitrogen adsorption and an electrochemical workstation.Results indicate that electrochemical performance can be improved with nitric acid treatment under mild conditions.The regular mesostructure can be retained,and the surface areas and pore volumes vary slightly when oxidation temperature is below 60 ℃.A capacitor assembled with the OMC sample oxidized at 60 ℃ exhibits excellent electric double layer behavior,improved frequency response characteristics and a fast charge-discharge rate with a time constant of 6 s.The gravimetric specific capacitance and energy density of OMC oxidized at 60 ℃ are 138 F·g-1 and 3.9 Wh·kg-1 respectively at a scanning rate of 5 mV·s-1.These values are respectively 57% and 63% greater than for the un-treated one.

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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