氮摻雜多孔碳材料的鹽模板法制備及其電催化應用.pdf

1、多孔碳材料由于其相對分子質量小，導電性能好，具備出眾的化學穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性，是一種極具競爭力的材料，被廣泛的應用于各種領域。本論文使用一種便捷、低值的鹽模板法制備了氮摻雜多孔碳材料(NPCs)，考察了其在超級電容器、氨基酸小分子檢測方面的應用。具體內容與創(chuàng)新包括以下幾點:
　　1、以無機鹽為模板，聚鄰苯二胺(PoPD)為前驅體，混合后經(jīng)高溫碳化，并用水洗方法除去無機鹽模板，得到氮摻雜多孔碳材料。通過優(yōu)化無機鹽致孔劑的含量，改變碳化

2、溫度獲得具有不同孔隙率和氮含量的多孔碳材料。通過掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、拉曼、氮氣吸附脫附測試、X射線光電子能譜法等方法，研究了該多孔碳材料的物理化學性質。結果表示，當反應溫度為800℃，致孔劑與前驅體的質量比為6∶1時，所得到的氮摻雜多孔碳材料是部分石墨化的并具備分級多孔結構、較大的比表面積、較高的氮摻雜量(14.86 wt％)，這些均有助于提高多孔碳材料的電催化性能。
　　2、將所得的氮摻雜多孔碳材料用作超級電容器電極

3、材料，循環(huán)伏安以及恒電流充放電研究表明所制備的多孔碳材料具備較高的比電容（當掃速為2 mV s-1，比電容為364.93 F g-1），較高的能量密度和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。以此多孔碳材料制備的超級電容器陣列，可以輕松的點亮LED小燈泡，展示出該材料在超級電容器電極材料中的潛在應用價值。
　　3、將所得的氮摻雜多孔碳材料用β-環(huán)糊精修飾，利用β-環(huán)糊精自身的疏水空腔能夠與色氨酸異構體發(fā)生包絡反應，且色氨酸的構型不同，它與β-環(huán)糊精發(fā)生