基于聚多巴胺的新型碳材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、多孔碳材料由于高的比表面積，優(yōu)異的電子傳導(dǎo)率，良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)在超級(jí)電容器的電極材料領(lǐng)域被廣泛研究。但與其他類型的電極材料如金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物相比，基于碳的電極材料的比電容和能量密度仍然較低。為了提高多孔碳材料的電化學(xué)性能，一種有效的方法是向材料中引入雜原子和官能團(tuán)。例如摻雜氮原子，與單純的多孔碳材料相比，氮摻雜能提高材料的電導(dǎo)率和濕潤(rùn)性，但制備過(guò)程耗時(shí)，或有危險(xiǎn)，活化過(guò)程容易對(duì)環(huán)境造成污染。因此，研究制備過(guò)程無(wú)污染，電化學(xué)性

2、能好的多孔碳材料對(duì)電極材料的發(fā)展有重要意義。
　　氮摻雜的多孔碳材料做電極材料時(shí)主要是通過(guò)電荷在電極表面的積累以及材料表面的含氮官能團(tuán)的氧化還原反應(yīng)來(lái)存儲(chǔ)電荷，具有比表面積大，循環(huán)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。但這類材料往往氮摻雜率較低，制備過(guò)程繁瑣且污染環(huán)境，限制了其實(shí)際應(yīng)用。
　　本文首先利用生物小分子多巴胺在堿性條件下自聚合形成650±38nm平均粒徑的聚多巴胺（polydopamine，PDA）球，然后在活化劑KOH存在下高溫煅燒

3、PDA球制備出了氮摻雜多孔碳材料，避免了氮摻雜的復(fù)雜過(guò)程和硬模板的應(yīng)用。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線粉末衍射（XRD）、X-射線光電子能譜（XPS）和Raman光譜等對(duì)所制備的氮摻雜多孔碳材料進(jìn)行了形貌及結(jié)構(gòu)組成的表征。系統(tǒng)研究了煅燒溫度對(duì)材料結(jié)構(gòu)組成、孔特性及電化學(xué)性能的影響。利用KOH做活化劑700℃高溫碳化后，制備出的碳材料PDA-KOH-700比表面積和孔體積分別可達(dá)到1469.49m2g-1