間苯二酚-明膠-甲醛共聚體系制備三維網(wǎng)狀含氮多孔炭及其電容性能

張　玲,　董　偉,　李文翠

(大連理工大學(xué) 化工學(xué)院，遼寧 大連116024)

?

間苯二酚-明膠-甲醛共聚體系制備三維網(wǎng)狀含氮多孔炭及其電容性能

張玲,董偉,李文翠

(大連理工大學(xué) 化工學(xué)院，遼寧 大連116024)

采用生物高分子明膠為氮源，與間苯二酚和甲醛共聚，由共聚物熱解制得三維網(wǎng)狀含氮多孔炭，并考察其作為超級電容器電極材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，明膠通過共聚反應(yīng)連接到酚醛樹脂骨架中，由于其能降低反應(yīng)體系的界面能，改變了聚合物的形貌，所得炭材料具有由較小顆粒交聯(lián)而成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；改變明膠摻入量，多孔炭的氮含量可從1.04%增加至2.03%；由于氮摻雜作用，將其用作超級電容器電極材料，其電容值較單純酚醛聚合體系得到的炭樣品增加一倍，由76 F·g-1增至149 F·g-1，且電容值隨著氮含量的增加而增加；當(dāng)?shù)吭鲋?.03%時，受其比表面積限制，其電容值不再增加，經(jīng)水活化，材料比表面積達(dá)1 174 m2·g-1，氮含量為1.51%，其電容值達(dá)228 F·g-1。

明膠； 含氮多孔炭； 超級電容器

1　前言

多孔炭材料因發(fā)達(dá)的孔隙、耐高溫、耐酸堿、化學(xué)穩(wěn)定、導(dǎo)電等特性，被廣泛用作吸附劑[1]、藥物載體[2]、催化劑載體[3]及電極材料[4]等。為了提高炭材料在電化學(xué)應(yīng)用中的性能，除了對炭材料的孔隙進(jìn)行調(diào)控以外，研究者將目光集中在炭材料的雜原子摻雜改性[5,6]。例如，炭材料用作超級電容器電極材料時，氮摻雜可抑制氧含量，改善炭表面潤濕性，同時含氮官能團(tuán)可以提供活性位，發(fā)生法拉第反應(yīng)，貢獻(xiàn)部分贗電容[7]。

氮摻雜改性因其氮源廣泛易得、摻雜方法簡單而受到關(guān)注[8,9]。……