甘氨酸衍生的双介孔掺氮有序介孔炭用于超级电容器和氧气还原

作     者：邵颖 胡泽宇 姚艳 卫翔茹 高兴敏 吴张雄 SHAO Ying;HU Ze-yu;YAO Yan;WEI Xiang-ru;GAO Xing-min;WU Zhang-xiong

作者机构：苏州大学材料与化学化工学部化学与环境工程学院颗粒工程实验室江苏苏州215123 

基　　金：国家自然科学基金项目(21875153,21501125) 江苏省自然科学基金项目(BK20150312) 江苏省双创团队资助项目 江苏省高校优势学科经费(PAPD) 

出 版 物：《新型炭材料》 (New Carbon Materials)

年 卷 期：2022年第37卷第1期

页      码：259-276页

摘      要：掺氮多孔炭材料在电化学能量储存和转化方面具有良好的应用前景。可控的氮原子掺杂与孔结构设计对提高其性能起着重要作用。本工作利用无溶剂纳米铸造法,以甘氨酸(Gly)为单一前驱体、以SBA-15为硬模板,制备了掺氮有序介孔炭材料(N-OMCs)。甘氨酸在SBA-15孔道内的限域热解对提高碳产率、氮掺杂量以及构筑双介孔结构非常重要。NOMCs具有高比表面积(923~1374 m^(2)·g^(−1))、大孔隙体积(1.32~2.21 cm^(3)·g^(−1))、双介孔分布(4.8和6.2~20 nm)和高氮含量(3.66%~12.23%)。通过改变Gly/SBA-15的质量比和温度,可以调节材料的结构有序性、粒径、孔隙率和氮掺量。N-OMCs作为电极材料在超级电容器中具有较高性能。最佳样品在0.5 A·g^(−1)时具有298 F·g^(−1)的比电容、高倍率性能(在30 A·g^(−1)时保留70%)与良好的循环稳定性。同时,N-OMCs在电催化氧还原反应(ORR)中也表现出良好性能。最佳样品的起始电位和半波电位分别为0.92和0.83 V,极限电流密度为5.06 mA·cm^(-2)。本工作还讨论了N-OMCs的理化性质与其性能的关系。

主 题 词：介孔炭 纳米浇筑 氮掺杂 甘氨酸 超级电容器 氧气还原 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1016/S1872-5805(22)60585-7

馆 藏 号：203107188...