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掺N多孔碳/氧化镍锰和碳微纳米管的联合制备与电容性能的研究
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:TM53[电气工程—电器]
  • 作者机构:西安科技大学化学与化工学院,西安710054
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(21406176)
中文摘要:

以煤基聚苯胺为碳氮源,乙酸镍、二茂镍为催化剂前驱体,采用分段控温热解工艺和KMnO_4氧化工艺,成功实现掺N多孔碳/氧化镍锰和碳微纳米管的联合制备。分析发现,碳微米管管径在150~400nm之间,碳纳米管管径在60nm左右,壁厚约10nm。多孔碳以介孔为主,BET比表面积为801.59m~2/g,BJH平均孔径为47.87nm;并成功实现N掺杂,部分N以结晶性良好的CNx的状态存在。氧化镍锰主要以NiO的化学状态存在,伴生有NiMn_2O_4和α-MnO_2;并以纳米片的形态附着在多孔碳表面或插入在孔隙中。制备的掺N多孔碳/氧化镍锰的比电容为387.18F/g(1A/g),1 000次充放电后的比电容保持率为81.48%(5A/g)。

英文摘要:

With coal/polyaniline composites as carbon and nitrogen source,nickel acetate and nickelocene as catalyst precursor,N-doped porous carbon/nickel manganese oxide and carbon tubes are synthesized synchronously through thestage-pyrolysis process in two-stage furnace and KMnO4 oxidation process.It's found that the diameter of most carbon microtubes is between 150 to 400nm.Most carbon nanotubes are about 60 nm in diameter and about 10 nm in thickness of their walls.Porous carbon is mainly mesoporous with BET specific surface area of 801.59m~2/g,BJH average pore diameter of 47.87 nm.Porous carbon is successfully doped by N element and part of N lists in the state of crystalline CNx.Nickel manganese oxide mainly exists in the chemical state of NiO andaccompanies NiMn_2O_4 and α-MnO_2.The compounds were attached to the porous carbon surface or inserted in the pores with the shape of nano sheets.N-doped porous carbon/nickel manganese oxide has the specific capacitance of 387.18F/g in the current density of 1A/g and maintains the specific capacitance retention of 81.48%in the current density of 5A/g after 1 000-cycle charging and discharging.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 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,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166