一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料、制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料、制備方法及應(yīng)用。所述電極材料前驅(qū)體包括以質(zhì)量百分比計的20～85％模板劑、10～75％含氮化合物和5～50％過渡金屬鹽。制備方法為：將模板劑、含氮化合物和過渡金屬鹽溶于溶劑中，得到前驅(qū)體；前驅(qū)體焙燒還原得到一次碳化材料；一次碳化材料經(jīng)酸洗得到含氮介孔碳材料；含氮介孔碳材料經(jīng)酸洗，再次焙燒還原，得到氮硫雙摻雜介孔碳電極材料。其在超級電容器中的應(yīng)用為：將電極材料與乙炔黑、粘結(jié)劑、分散劑的混合溶液轉(zhuǎn)移到玻碳電極上；使用電化學(xué)工作站，在不同濃度的電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試。本發(fā)明提供的電極材料為多級孔結(jié)構(gòu)，具有高比表面積，是一種優(yōu)良的超級電容器材料。
【專利說明】一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料、制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超級電容器電極材料的制備與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種氮硫雙摻雜介孔碳超級電容器電極材料、制備方法及應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器具有能量密度高、循環(huán)壽命長、充放電速率快等特點，已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域如:便攜式電子設(shè)備、記憶備份系統(tǒng)、不間斷電源等領(lǐng)域。不僅如此，在混合動力汽車的加速與剎車能力轉(zhuǎn)換等方面與燃料電池協(xié)作具有巨大的潛力。根據(jù)儲能原理的不同，超級電容器可分為雙電層電容器和贗電容器。雙電層電容器的電極材料主要是各種高比表面積碳材料，贗電容器的電極材料主要為金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物。其中碳材料具有高比表面積，低成本，循環(huán)壽命長等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注。但是其混雜的孔結(jié)構(gòu)致使電解質(zhì)離子得不到有效地利用而限制了孔壁中離子的空間，從而限制了其比電容和電化學(xué)充放電性能。
[0003]通常認(rèn)為，高比表面積、適宜的孔尺寸和結(jié)構(gòu)有利于溶劑離子的傳輸，進(jìn)而提高催化劑的催化活性，實現(xiàn)較高的比電容。本發(fā)明方法利用模板法得到可控結(jié)構(gòu)、特定形貌的碳材料。進(jìn)一步通過模板法合成的介孔碳材料進(jìn)行氮硫雙摻雜，在極大提高摻雜碳的比表面積的同時，提高活性位密度以及晶格缺陷，從而不僅可以改善水在介孔碳中的分散性，而且能夠改變介孔碳局部電流密度，提高介孔碳的電子傳遞性，降低電阻系數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超級電容器材料氮硫雙摻雜介孔碳的制備方法，通過該方法能得到的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料為多級孔結(jié)構(gòu)而且具有很高的比表面積，以提高比電容以及循環(huán)穩(wěn)定性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，其特征在于，所述電極材料的前驅(qū)體包括以前驅(qū)體總質(zhì)量為基礎(chǔ)的以質(zhì)量百分比計的20?85%的模板劑、10?75%的含氮化合物和5?50%的過渡金屬鹽。
[0006]優(yōu)選地，所述模板劑為直徑為15-3011111的納米二氧化娃或直徑為15-3011111的碳酸鈣。
[0007]優(yōu)選地，所述過渡金屬鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵和硝酸鐵中的任意一種或幾種。
[0008]優(yōu)選地，所述含氮化合物為聚乙烯亞胺，其重均分子量為1300-25000。
[0009]本發(fā)明還提供了一種上述氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0010]步驟1):將模板劑、含氮化合物和過渡金屬鹽溶于溶劑中，超聲6?8匕干燥，得到前驅(qū)體；
[0011]步驟2):將步驟1)制得的前驅(qū)體在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至600?10001焙燒還原處理1?3匕得到一次碳化材料；
[0012]步驟3)制得的一次碳化材料用酸液于室溫下酸洗處理12?2處，然后離心、去離子水清洗后干燥，得到含氮介孔碳材料；
[0013]步驟4)制得的含氮介孔碳材料用酸液于801:下再次酸洗處理6?8匕然后離心、去離子清洗后干燥，并再次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至600?10001:焙燒還原處理1?3匕得到氮硫雙摻雜介孔碳電極材料。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟1)中的溶劑為水、甲醇或乙醇。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟1)、步驟4)中的惰性氣體為氮氣或氬氣。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟3)、步驟4)中的酸液為硫酸、鹽酸和氫氟酸中的任意一種或兩種以上的混合溶液。
[0017]本發(fā)明還提供了一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料在超級電容器中的應(yīng)用，其特征在于，采用上述氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法中的步驟1)至步驟4)制得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，然后進(jìn)行以下步驟:
[0018]步驟5):將氮硫雙摻雜介孔碳電極材料與乙炔黑、粘結(jié)劑、分散劑按比例混合，經(jīng)過超聲后，得到混合溶液；將混合溶液轉(zhuǎn)移到玻碳￠0電極上，自然晾干；
[0019]步驟6):使用電化學(xué)工作站，在不同濃度的電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以步驟5)制得的玻碳電極為工作電極，鉑電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，在氮氣氛圍下進(jìn)行不同掃速的循環(huán)伏安測試。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟5)中粘結(jié)劑為似？1011溶液、？乂八或？I'而。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟5)中分散劑為乙醇、水或異丙醇。
[0022]優(yōu)選地，所述步驟5)中氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑、粘結(jié)劑的重量比為80%: 10%: 10%.85%: 5%: 10%.85%: 10%: 5%或 90%: 5%: 5%。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟6)中不同濃度的電解質(zhì)溶液采用11 1(011,31 1(011,61 1(011,0.51?。?804^ II ?。?304。
[0024]本發(fā)明提供的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料為多級孔結(jié)構(gòu)，其具有很高的比表面積，顯著提高了比電容以及循環(huán)穩(wěn)定性，是一種優(yōu)良的超級電容器材料。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0026]本發(fā)明提供的氣硫雙慘雜介孔碳材料為有序的多介孔碳材料而且具有很尚的比表面積，同時氮硫雙摻雜不僅改善了水的分散性而且能夠改變介孔碳局部電流密度，提高介孔碳的電子傳遞性，降低電阻系數(shù)，是一種優(yōu)良的超級電容器材料。此外，本發(fā)明還具有制備方法簡單、成本低廉、易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為以實施例1制備的電極材料在0.51 ??！2804電解質(zhì)溶液中的循還伏安曲線，其中電極載量為0.5111^/0111 ；
[0028]圖2為以實施例1制備的電極材料在0.51 ?。?304電解質(zhì)溶液中比電容隨電流密度變化的曲線，其中電極載量為0.5^/01112；
[0029]圖3為以實施例1制備的電極材料以50^/8的電流密度在0.51昭04電解質(zhì)溶液中的循環(huán)穩(wěn)定性曲線，其中電極載量為0.5^/01112；
[0030]圖4為以實施例3制備的電極材料在31 1(0?電解質(zhì)溶液中的比電容隨掃描速度變化的曲線，其中電極載量為0.51118/(^2。

【具體實施方式】
[0031]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0032]實施例1
[0033]—種氮硫雙摻雜電極材料，其前驅(qū)體包括質(zhì)量含量為46%的模板劑直徑為15=111的二氧化硅、質(zhì)量含量為20%的含氮化合物？￡1(聚乙烯亞胺，31卿￡1-八上海)貿(mào)易有限公司，408700-2501^，遍=2000)和質(zhì)量含量為34%的過渡金屬鹽七水合硫酸亞鐵(上述的質(zhì)量含量以前驅(qū)體的總質(zhì)量為基準(zhǔn))。
[0034]上述氮硫雙摻雜電極材料的制備方法為:將聚乙烯亞胺和二氧化硅配制成50%的？21水溶液和20%的3102水溶液，稱取0.744? ？680 4 ? 7??！20和0.98 50%的？21水溶液，并將其與20%的3102水溶液在攪拌的條件下混合均勻，超聲8卜后于851:烘箱內(nèi)干燥過夜，研成粉末，得前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體置于石英舟中，在隊氣氛保護(hù)下以201:加化升溫速率升高至8001:條件下焙燒還原處理1卜，得到一次碳化產(chǎn)物。將一次碳化產(chǎn)物用過量的40%冊溶液在室溫下酸洗2處，離心、去離子水清洗后干燥，得含氮介孔碳材料。將上述含氮介孔碳材料用過量的濃度為0.51的硫酸于801:下再次酸洗處理8匕離心、去離子清洗后干燥，二次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至8001:焙燒還原處理1匕得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料。
[0035]介孔碳材料的電極制備與測試:將上述的氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑，版溶液(美國318胍-八公司)按質(zhì)量比為9: 1: 3的質(zhì)量混合均勾，加入
3.61111異丙醇超聲，得到混合溶液；用微量移液槍移取分6次移取55 V 1上述催化劑溶液轉(zhuǎn)移到面積為0.2475挪2的電極上，自然晾干。催化劑負(fù)載量為0.5^/0111^使用電化學(xué)工作站，在0.51 ?。?304電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以上述制得的電極為工作電極，鉬電極為對電極，飽和甘未電極為參比電極，分別在311^/8、1011^/8^2511^/8^5011^/8^ 10011^/8、125！1^々進(jìn)行循環(huán)伏安測試得到在不同掃描速度下的電壓穩(wěn)定窗并由循環(huán)伏安曲線及恒流充放電曲線計算介孔碳材料的比電容。
[0036]實施例2
[0037]—種氮硫雙摻雜電極材料，其前驅(qū)體包括質(zhì)量含量為46%的模板劑直徑為15=111的二氧化硅、質(zhì)量含量為20%的含氮化合物？￡1(聚乙烯亞胺，31卿￡1-八上海)貿(mào)易有限公司，408700-2501^，遍=2000)和質(zhì)量含量為34%的過渡金屬鹽七水合硫酸亞鐵(上述的質(zhì)量含量以前驅(qū)體的總質(zhì)量為基準(zhǔn))。
[0038]上述氮硫雙摻雜電極材料的制備方法為:將聚乙烯亞胺和二氧化硅配制成50%的？21水溶液和20%的3102水溶液，稱取0.744? ？680 4 ? 7??！20和0.98 50%的？21水溶液，并將其與20%的3102水溶液在攪拌的條件下混合均勻，超聲8卜后于851:烘箱內(nèi)干燥過夜，并研成粉末，得前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體置于石英舟中，在隊氣氛保護(hù)下以201:加化升溫速率升高至8001:條件下焙燒還原處理1卜，得到一次碳化產(chǎn)物。將一次碳化產(chǎn)物用過量的40%冊溶液在室溫下酸洗2處，離心、去離子水清洗后干燥，得含氮介孔碳材料。將上述含氮介孔碳材料用過量的濃度為0.51的硫酸于801:下再次酸洗處理8匕離心、去離子清洗后干燥，二次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至8001:焙燒還原處理1匕得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料= 1/3-800-800) 0
[0039]介孔碳材料的電極制備與測試:將上述的氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑，: 1: 3 的質(zhì)量混合均勾，加入
3.61111乙醇超聲，得到混合溶液；用微量移液槍移取分8次移取62 V 1上述催化劑溶液轉(zhuǎn)移到一個面積為0.2475挪2的電極上，自然晾干。催化劑負(fù)載量為0.5呢/咖2。使用電化學(xué)工作站，在0.51 ??！2304電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以上述制得的電極為工作電極，鉬電極為對電極，飽和甘未電極為參比電極，分別在311^/8、1011^/8^2511^/8^5011^/8^ 10011^/8、125！11^8進(jìn)行循環(huán)伏安測試，并由循環(huán)伏安曲線及恒流充放電曲線計算介孔碳材料的比電容。
[0040]實施例3
[0041]—種氮硫雙摻雜電極材料，其前驅(qū)體包括質(zhì)量含量為46%的模板劑直徑為1511111的二氧化硅、質(zhì)量含量為20%的含氮化合物？21 (聚乙烯亞胺，818111^1(11-101！(上海)貿(mào)易有限公司，408700-250見，遍=2000)和質(zhì)量含量為34%的過渡金屬鹽七水合硫酸亞鐵。(上述的質(zhì)量含量以前驅(qū)體的總質(zhì)量為基準(zhǔn))
[0042]上述氮硫雙摻雜電極材料的制備方法為:將聚乙烯亞胺和二氧化硅配制成50%的？21水溶液和20%的3102水溶液，稱取0.744? ？680 4 ? 7??！20和0.98 50%的？21水溶液，并將其與20%的3102水溶液在攪拌的條件下混合均勻，超聲8卜后于851:烘箱內(nèi)干燥過夜，并研成粉末，得前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體置于石英舟中，在隊氣氛保護(hù)下以201:加化升溫速率升高至8001:條件下焙燒還原處理1卜，得到一次碳化產(chǎn)物。將一次碳化產(chǎn)物用過量的40%冊溶液在室溫下酸洗2處，離心、去離子水清洗后干燥，得含氮介孔碳材料。將上述含氮介孔碳材料用過量的濃度為11的鹽酸于801:下再次酸洗處理8匕離心、去離子清洗后干燥，二次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至8001:焙燒還原處理1卜，得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料 $6304/^21 = 1/3-800-800)。
[0043]介孔碳材料的電極制備與測試:將上述的氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑，？丁而按質(zhì)量比為9: 1: 1的質(zhì)量混合均勻，加入3.91111乙醇超聲，得到混合溶液；用微量移液槍移取分8次移取621 V 1上述催化劑溶液轉(zhuǎn)移到一個面積為0.2475挪2的電極上，自然晾干。催化劑負(fù)載量為0.5呢/挪2。使用電化學(xué)工作站，在31 1(0?電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以上述制得的電極為工作電極，鉑電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，在311^/8、1011^/8^2511^/8^5011^/8^ 10011^/8、12511^/8進(jìn)行循環(huán)伏安測試，并由循環(huán)伏安曲線計算介孔碳材料的比電容。
[0044]實施例4
[0045]—種氮硫雙摻雜電極材料，其前驅(qū)體包括質(zhì)量含量為46%的模板劑直徑為15=111的二氧化硅、質(zhì)量含量為20%的含氮化合物？21 (聚乙烯亞胺，818111^1(11-101！(上海)貿(mào)易有限公司，408700-250見，遍=2000)和質(zhì)量含量為40%的過渡金屬鹽硫酸鐵(上述的質(zhì)量含量以前驅(qū)體的總質(zhì)量為基準(zhǔn))。
[0046]上述氮硫雙摻雜電極材料的制備方法為:將聚乙烯亞胺和二氧化硅配制成50%的？21水溶液和20 %的3102水溶液，稱取1.0718 ？6 2 (80^) 3和0.98 50 %的？21水溶液，并將其與20%的3102水溶液在攪拌的條件下混合均勻，超聲8卜后于851:烘箱內(nèi)干燥過夜，并研成粉末，得前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體置于石英舟中，在隊氣氛保護(hù)下以201:加化升溫速率升高至8001:條件下焙燒還原處理1卜，得到一次碳化產(chǎn)物。將一次碳化產(chǎn)物用過量的40%冊溶液在室溫下酸洗2處，離心、去離子水清洗后干燥，得含氮介孔碳材料。將上述含氮介孔碳材料用過量的濃度為0.51的硫酸于801:下再次酸洗處理8匕離心、去離子清洗后干燥，二次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至8001:焙燒還原處理1卜，得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料(1^(304)3/^21 = 1/3-800-800)0
[0047]介孔碳材料的電極制備與測試:將上述的氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑，？丁而按質(zhì)量比為8: 1: 1的質(zhì)量混合均勻，加入3.91111乙醇超聲，得到混合溶液；用微量移液槍移取分8次移取62 V 1上述催化劑溶液轉(zhuǎn)移到一個面積為0.2475挪2的電極上，自然晾干。催化劑負(fù)載量為0.5呢/挪2。使用電化學(xué)工作站，在61 1(0?電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以上述制得的電極為工作電極，鉑電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，在311^/8、1011^/8^2511^/8^5011^/8^ 10011^/8、12511^/8進(jìn)行循環(huán)伏安測試，并由循環(huán)伏安曲線計算介孔碳材料的比電容。
[0048]實施例5
[0049]—種氮硫雙摻雜電極材料，其前驅(qū)體包括質(zhì)量含量為46%的模板劑直徑為15=111的二氧化硅、質(zhì)量含量為20%的含氮化合物？21 (聚乙烯亞胺，818111^1(11-101！(上海)貿(mào)易有限公司，408700-250乩，咖=2000)和質(zhì)量含量為43%的過渡金屬？6⑶00 3.冊20 (上述的質(zhì)量含量以前驅(qū)體的總質(zhì)量為基準(zhǔn))。
[0050]上述氮硫雙摻雜電極材料的制備方法為:將聚乙烯亞胺和二氧化硅配制成50%的？21水溶液和20%的3102水溶液，稱取1.08218 ？6⑶0 3和0.98 50%的？21水溶液，并將其與20%的3102水溶液在攪拌的條件下混合均勻，超聲8卜后于851:烘箱內(nèi)干燥過夜，并研成粉末，得前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體置于石英舟中，在隊氣氛保護(hù)下以201:加化升溫速率升高至8001:條件下焙燒還原處理1卜，得到一次碳化產(chǎn)物。將一次碳化產(chǎn)物用過量的40%冊溶液在室溫下酸洗2處，離心、去離子水清洗后干燥，得含氮介孔碳材料。將上述含氮介孔碳材料用過量的濃度為0.51的硫酸于801:下再次酸洗處理8匕離心、去離子清洗后干燥，并再次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至8001:焙燒還原處理1卜，得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料(?=1/3-800-800) 0
[0051]介孔碳材料的電極制備與測試:將上述的氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑，？丁而按質(zhì)量比為8: 1: 1的質(zhì)量混合均勻，加入3.91111乙醇超聲，得到混合溶液；用微量移液槍移取分8次移取62 V 1上述催化劑溶液轉(zhuǎn)移到一個面積為0.2475挪2的電極上，自然晾干。催化劑負(fù)載量為0.5呢/挪2。使用電化學(xué)工作站，在61 1(0?電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以上述制得的電極為工作電極，鉑電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，在311^/8、1011^/8^2511^/8^5011^/8^ 10011^/8、12511^/8進(jìn)行循環(huán)伏安測試，并由循環(huán)伏安曲線計算介孔碳材料的比電容。
[0052]圖1-4中，所有電位值均為相對于飽和甘汞電極的電位。從圖1可以發(fā)現(xiàn)氮硫雙摻雜介孔碳電極表現(xiàn)出了良好的超級電容器性能，在0.51 ??！2304電解質(zhì)溶液中，掃描速度達(dá)到150^/8時⑶曲線依然保持良好的矩形特征。圖2為氮硫雙摻雜介孔碳電極比電容在0.51昭04電解質(zhì)溶液中隨電流密度變化曲線。當(dāng)電流密度為14/8時，其比電容達(dá)到279178，當(dāng)電流密度增加達(dá)到100^/8時，仍保持了 232？^，即約83%的容量保持率。圖3為氮硫雙摻雜介孔碳電極的循環(huán)穩(wěn)定性，當(dāng)在高倍率電流密度50^/8下，材料在循環(huán)5000圈后容量沒有任何衰減。圖4為氮硫雙摻雜介孔碳電極比電容在電解質(zhì)改變?yōu)?1 1(0?時隨掃描速度變化曲線。掃描速度為311^/8時，其比電容為258？4，當(dāng)掃描速度升高到10011^/8時其比電容仍保持在213？4。表明本發(fā)明的氮硫雙摻雜介孔碳材料無論是在酸性還是堿性電解質(zhì)中均有利于作為高倍率和高穩(wěn)定性的超級電容器應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，其特征在于，所述電極材料的前驅(qū)體包括以前驅(qū)體總質(zhì)量為基礎(chǔ)的以質(zhì)量百分比計的20?85%的模板劑、10?75%的含氮化合物和5?50%的過渡金屬鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，其特征在于，所述模板劑為直徑為15-3011111的納米二氧化娃或直徑為15-3011111的碳酸媽。
3.如權(quán)利要求1所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，其特征在于，所述過渡金屬鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵和硝酸鐵中的任意一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，其特征在于，所述含氮化合物為聚乙烯亞胺，其重均分子量為1300-25000。
5.一種權(quán)利要求1所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1):將模板劑、含氮化合物和過渡金屬鹽溶于溶劑中，超聲6?8匕干燥，得到前驅(qū)體； 步驟2):將步驟1)制得的前驅(qū)體在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至600?10001:焙燒還原處理1?311，得到一次碳化材料； 步驟3)制得的一次碳化材料用酸液于室溫下酸洗處理12?2處，然后離心、去離子水清洗后干燥，得到含氮介孔碳材料； 步驟4)制得的含氮介孔碳材料用酸液于801:下再次酸洗處理6?8匕然后離心、去離子清洗后干燥，并再次在惰性氣體氣氛保護(hù)下升溫至600?10001:焙燒還原處理1?3匕得到氮硫雙摻雜介孔碳電極材料。
6.如權(quán)利要求5所述氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中的溶劑為水、甲醇或乙醇。
7.如權(quán)利要求5所述氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1〉、步驟4)中的惰性氣體為氮氣或氬氣。
8.如權(quán)利要求5所述氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)、步驟4)中的酸液為硫酸、鹽酸和氫氟酸中的任意一種或兩種以上的混合溶液。
9.一種氮硫雙摻雜介孔碳電極材料在超級電容器中的應(yīng)用，其特征在于，采用權(quán)利要求5所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料的制備方法中的步驟1)至步驟4)制得氮硫雙摻雜介孔碳電極材料，然后進(jìn)行以下步驟: 步驟5):將氮硫雙摻雜介孔碳電極材料與乙炔黑、粘結(jié)劑、分散劑按比例混合，經(jīng)過超聲后，得到混合溶液；將混合溶液轉(zhuǎn)移到玻碳電極上，自然晾干； 步驟6):使用電化學(xué)工作站，在不同濃度的電解質(zhì)溶液中進(jìn)行三電極體系測試，以步驟5)制得的玻碳電極為工作電極，鉑電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，在氮氣氛圍下進(jìn)行不同掃速的循環(huán)伏安測試。
10.如權(quán)利要求9所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟5)中粘結(jié)劑為版1？1011溶液、或？！'而。
11.如權(quán)利要求9所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟5)中分散劑為乙醇、水或異丙醇。
12.如權(quán)利要求9-11中任意一項所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟5)中氮硫雙摻雜介孔碳材料與乙炔黑、粘結(jié)劑的重量比為 80%: 10%: 10%,85%: 5%: 10%,85%: 10%: 5%或 90%: 5%: 5%。
13.如權(quán)利要求9所述的氮硫雙摻雜介孔碳電極材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于，所述步驟6)中不同濃度的電解質(zhì)溶液采用IM ΚΟΗ、3Μ ΚΟΗ、6Μ Κ0Η、0.5M H2SOjPIM H2SO40
【文檔編號】H01G11/86GK104445144SQ201410647456
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】喬錦麗, 陳文照, 石晶晶, 朱泰山, 王強 申請人:東華大學(xué), 國網(wǎng)上海市電力公司