基于花瓣球形聚苯胺制备多孔炭的研究

钟文斌,郑梦柯

(湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082)

基于花瓣球形聚苯胺制备多孔炭的研究

钟文斌*,郑梦柯

(湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082)

以花瓣球形的聚苯胺(PANI)为前驱体，经炭化和KOH活化制备出球形结构的多孔炭.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、低温N2吸脱附、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对多孔炭的形貌、结构和元素组成进行表征，并探讨了炭化温度对多孔炭电化学性能的影响.结果表明：炭化和活化温度分别为750 ℃和850 ℃时，获得的多孔炭为直径约2 μm的球形粒子，其比表面积高达2 496.6 m2/g，并具有合适的多级孔结构分布.当电流密度为0.5 A/g时，合成的多孔炭比电容值高达247 F/g；当电流密度增大到20 A/g时，比电容量仍有182 F/g，表现出优良的倍率性能；在电流密度为10 A/g的条件下，经1 000次恒电流充放电循环后，其比电容量保持率为102%.

多孔炭；聚苯胺；花瓣球形；超级电容器

双电层电容器作为一种储能元件，因其具有高功率密度、长循环寿命以及快速充放电等特性，在电动汽车、不间断能源装置、数字通讯系统、高功率装置等众多领域具有广泛的应用[1].电极材料是决定电容器性能的关键因素之一.多孔炭材料具有高比表面积、高电导率、优异的物理化学稳定性和较低的成本等特性，因而成为双电层电容器最常用的电极材料[2-3].通常，多孔炭材料由富含碳的有机前驱体(如咖啡壳、沥青、酚醛树脂等)经物理或化学活化法制备而得[2-4].在众多前……