三维氮掺杂分级多孔碳纳米片的制备及储锌性能

编号：NMJS09197

篇名：三维氮掺杂分级多孔碳纳米片的制备及储锌性能

作者：何军 朱傲阳 魏雨晨 朱怡全 蒋莉 何孝军

关键词： 锌离子混合电容器 煤沥青 多孔碳 MgO@ZIF-8 密度泛函理论计算

机构： 安徽工业大学化学与化工学院 安徽工业大学继续教育学院

摘要： 以MgO@ZIF-8为双模板和辅助碳源,KHCO3为活化剂,煤沥青(CTP)为碳源,制备了三维氮掺杂分级多孔碳纳米片(N-CNs),探究了KHCO3与CTP的质量比对N-CNs的结构、化学组成和锌离子储存性能的影响.结果表明,当KHCO3与CTP的质量比为3∶1时,制备的样品(N-CN3)具有三维互连的碳纳米片结构、高比表面积(2360m2/g)和吡咯氮含量.将N-CN3作为锌离子混合电容器(ZHCs)正极时,其在2mol/LZnSO4电解液中展现了出色的比容量(当电流密度为0.2A/g时,比容量为157.6mA·h/g)、高的能量密度(在176.1W/kg功率密度下能量密度为126.5 W·h/kg)和优异的循环稳定性(当电流密度为5 A/g时,经过20000次循环后容量仅衰减6.4%,库仑效率为99.6%).密度泛函理论计算结果证实,吡咯氮掺杂增加了电极材料对锌离子的吸附能,提高了N-CNs对锌离子的吸附容量。