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上海理工大学学报第3 8卷第1期.

兆 胬嶙蚶 遄 状 枳.38荦.12016文章编号:

1 0

0 7 -

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3 5 (

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1 6 )

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9 3 -

0 5 :10.13255/.阕..2016.01.016收稿日期:

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1 2 -

1 7 第一作者:王芳(

1 9

9 0 -) , 女, 硕士研究生. 研究方向: 纳米功能材料. 弄:_ _1990@163.硗ㄐ抛髡:姚兰芳(

1 9

5 9 -) , 副教授. 研究方向: 凝聚态物理、 纳米功能材料. 弄:_嶙嶙@126.2活化温度对碳气凝胶超级电容器性能的影响 王芳1 , 姚兰芳1 , 开至诚2 , 关大勇3 (

1 . 上海理工大学 理学院, 上海

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0 0

9 3 ;

2 . 复旦大学附属中学, 上海

2 0

0 4

3 3 ;

3 . 同济大学 电子与信息工程学院, 上海

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0 0

9 2 ) 摘要:通过改变间苯二酚、 甲醛和碳酸钠的配比, 实现对碳气凝胶材料孔结构的控制. 通过改变 2活化的温度, 研究活化温度对碳气凝胶孔结构和电化学性能的影响. 利用氮气吸脱附实验 ( ) 和扫描电子显微镜( 犁) 对材料的孔结构和表面形貌进行表征分析, 运用循环伏安法 ( ) 、 恒流充放电等技术对材料的电化学性能进行测定. 结果表明: 提高 2活化温度有利 于改善材料的结构和性能, 当2活化的最高温度为10

0 0 ℃时, 碳气凝胶具有最高比表面积 (

22 0 12/);

在6/痰 热芤褐, 当电流密度为1/缡, 相应的比电容可达1

9 0/.关键词:碳气凝胶;

活化温度;

孔结构;

超级电容器;

电化学性能 中图分类号:

6 4

6 文献标志码: 2镒 镒 状 状炖 嶙 荦 嶙1,犊 嶙嶙1, 遄2,淋 镒3(1.胬 遄, 兆 胬 嶙蚶 遄 状 枳, 犁嶙200093, 樽;

2 . 枥 嶙 状, 犁嶙200433, 樽;

3 . 犁 镒 状 镒 状樽樽, 镒 状, 犁嶙200092, 樽) : 嶙樽 樽, 状 镒, 镒 镒 状 嶙樽 2镒, 镒镒嶙嶙.嶙 镒樽 樽畿 2镒 ( ) 嶙 嶙醋樽 镒 (犁) . 嶙 镒 ( ) , 嶙 嶙 濯 . 樽 镒 '

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1 / .上海理工大学学报2016年 第3 8卷:镒 ;

镒;

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嶙1989年, 美国 岬[

1 ] 用间苯二酚和甲醛合 成有机气凝胶( ),经过高温碳化得到具有高孔洞 率( 大于8

0 %) 和高比表面积(

4 0

0 ~

9 0 02/)的碳 气凝胶材料( ) , 科学家们认为这种碳气凝胶在 吸附剂、 双电层电容器及色层分离材料中具有很高 的应用价值[

2 ] . 有机气凝胶 票蝗衔且恢纸榭撞牧, 具有 很少量的微孔, 锏[

3 ] 研究发现有机 破 胶的比表面积主要由反应前驱体间苯二酚和催化剂 荦23的物质的量比( /) 决定, 而介孔体积主要 由间苯二酚和溶剂水的物质的量比( /) 决定, /帽扔兄谄悍稚, 而/妆炔焕谄 胶分散;

高温碳化过程会使材料比表面积增大, 因为, 碳化过程会引入大量微孔, 同时 /帽鹊母叩 会决定碳化后碳气凝胶介孔体积的增大或减小. 近年来, 全球气候变暖是人类迄今面临的最重 大环境问题, 温室气体的排放是全球变暖的主要原 因, 而化石燃料的燃烧是温室气体的主要来源, 世界 各国纷纷将科技力量和资金转向可再生能源的利 用, 而超级电容器以其能量密度高、 比功率高、 使用 寿命长、 充放电速度快及循环效率高等众多优点受 到社会各界的高度重视[

4 -

5 ] . 目前商用的碳基电极 材料一般都是活性炭, 但其电阻率高、 孔径结构难调 等先天缺陷制约了其作为电极材料的进一步发 展[