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[1]刘 璐,胡宇琴,刘钰铃,等.钠盐改性的N掺杂多孔碳的制备及其电容性能[J].武汉工程大学学报,2023,45(06):647-654.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202208019]
　LIU Lu,HU Yuqin,LIU Yuling,et al.Fabrication of N-Doped Porous Carbon Modified by Sodium Salt andInvestigation on Its Capacitive Properties[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2023,45(06):647-654.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202208019]
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钠盐改性的N掺杂多孔碳的制备及其电容性能(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
45
期数:
2023年06期
页码:
647-654
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2023-12-28

文章信息/Info

Title:
Fabrication of N-Doped Porous Carbon Modified by Sodium Salt and
Investigation on Its Capacitive Properties
文章编号:
1674 - 2869（2023）06 - 0647 - 08
作者:
刘 璐1; 胡宇琴1; 刘钰铃1; 刘 东 *1; 2
1. 武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 430205；
2. 绿色化工过程教育部重点实验室（武汉工程大学），湖北 武汉 430205
Author(s):
LIU Lu1;  HU Yuqin1;  LIU Yuling1;  LIU Dong*1; 2
1. School of Chemistry and Environmental Engineering，Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China；
2. Key Laboratory of Green Chemical Engineering Process（Wuhan Institute of Technology），Ministry of Education， Wuhan 430205， China
关键词:
壳聚糖; 多孔碳; 氮掺杂; 超级电容器
Keywords:
chitosan;  porous carbon;  nitrogen doping;  supercapacitors
分类号:
TM53；TQ127.11
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202208019
文献标志码:
A
摘要:
杂原子掺杂是改善多孔碳材料电化学性能的有效策略之一。以壳聚糖为碳源、三聚氰胺为氮源、碳酸钠为活化剂，通过两步碳化法成功制备了一种氮掺杂多孔碳材料。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N2吸附/脱附、X-射线粉末衍射、拉曼光谱、光电子能谱等方法对碳材料的微观形貌、比表面积、孔道结构和元素组成进行了分析。结果显示CMNa-1（壳聚糖预碳化产物、三聚氰胺、碳酸钠质量比为1∶1∶1）具有比表面积高（781.3 m2/g），氮含量丰富（原子数分数5.25%）等特点。此外，在电流密度为0.5 A/g时，比电容高达333.0 F/g，同时具有优异的倍率性能（0.5~10 A/g，电容保持率为65.4%）与高稳定性（8 000次循环后比电容保持率为96.9%）。综上，所制备的钠盐改性氮掺杂多孔碳材料具有优异的电容性能，为发展绿色能源提供了新思路。

Abstract:
Heteroatom doping is one of the effective strategies to improve the electrochemical performance of porous carbon materials. In this work，a N-doped porous carbon material was successfully prepared by a two-step carbonization method using chitosan，melamine and sodium carbonate as a carbon source，a nitrogen source，and an activator，respectively. Subsequently，the morphology，surface area，pore structure and elemental composition of the samples were characterized by scanning electron microscopy，transmission electron microscopy，N2 adsorption-desorption，X-ray powder diffraction，Raman spectroscopy，and photoelectron spectroscopy. Corresponding tests demonstrate that the CMNa-1 displays characteristics of high specific surface area （781.3 m2/g） and rich N content （atomic fraction 5.25%）. In addition，the specific capacitance of CMNa-1 is up to 333.0 F/g at a current density of 0.5 A/g. Meanwhile，it exhibits excellent rate performance （0.5-10 A/g，capacitance retention rate of 65.4%） and high stability（specific capacitance retention rate is 96.9% after 8 000 cycles）. In conclusion，the as-prepared N-doped porous carbon materials modified by sodium salt demonstrate excellent capacitive performance，providing a new approach for the development of green energy.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2022-08-23
基金项目：武汉工程大学大学生校长基金（XZJJ2021072）
作者简介：刘 璐，本科生。E-mail：[email protected]
*通讯作者：刘 东，博士，副教授。E-mail：[email protected]
引文格式：刘璐，胡宇琴，刘钰铃，等. 钠盐改性的N掺杂多孔碳的制备及其电容性能［J］. 武汉工程大学学报，2023，45（6）：647-654.
更新日期/Last Update: 2023-12-25