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南京工業大學孫庚志教授等人:氮摻雜納米纖維碳超級電容器材料的制備

來源:鉅大LARGE    2019-06-18    點擊量:115

儲能裝置是廣泛應用于便攜式電子產品和電動汽車等的主要電源。其中,超級電容器受到越來越多的關注,雜原子摻雜碳基材料具有良好導電性、豐富活性位點、化學惰性、環境友好、安全、成本低等優點,成為制備超級電容器候選材料之一。、

金屬有機骨架(MOFs)具有可調的組成和多孔結構,是制備雜原子摻雜碳質納米結構的理想前驅體。雖然近年來取得了一定的進展,但仍存在一些問題。如:合成過程復雜、低導電率、表面低活性位點、離子低擴散率等。

近日,南京工業大學孫庚志教授和新加坡南洋理工大學AnJianing團隊通過在電紡聚合物納米纖維上負載尺寸和形態均勻的MOF粒子,構建了高性能超級電容器材料。聚合物側鏈上的極性基團與金屬離子之間的強相互作用促進了MOF成核,而位阻使MOF成核過程中的尺寸和形態具有良好的均勻性。在高溫熱解過程中,將制備好的核殼納米纖維轉化為氮摻雜納米纖維碳(N-NFC)。制備的N-NFC具有高導電性的一維納米纖維結構、中空碳骨架具有均勻的尺寸和形貌、具有大量高表面積的微孔/中孔,此外,較高的N摻雜量。作為超級電容器電極材料,N-NFC具有良好的電化學性能、高比電容、高能量/功率密度、離子擴散速率快、循環穩定性好等特點。

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