第３８卷第２期２０２３年４月安徽工程大学学报JournalofAnhuiPolytechnicUniversityVol．３８No．２Apr．２０２３文章编号:１６７２Ｇ２４７７(２０２３)０２Ｇ００４８Ｇ０９收稿日期:２０２２Ｇ０８Ｇ２５基金项目:安徽省纺织结构复合材料国际联合研究中心开放基金资助项目(２０２１ACTC０８);安徽省高等学校纺织面料重点实验室开放基金资助项目(２０２１AETKL１３);安徽工程大学校级科研基金资助项目(XJKY２０２２０６５,XJKY２０２２０６２)作者简介:胡程文(１９９４Ｇ),男,安徽安庆人,硕士研究生.通信作者:王洪杰(１９８６Ｇ),女,山东威海人,讲师,博士.聚丙烯腈基磷掺杂活性炭的制备及其电化学电容性能研究胡程文,王洪杰∗,王赫,阮芳涛,储长流(安徽工程大学纺织服装学院,安徽芜湖２４１０００)摘要:采用聚丙烯腈(PAN)为原料,磷酸为活化剂,在不同的活化温度下制备出磷掺杂活性炭材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和氮气吸Ｇ脱附测试等表征方法研究活化温度对活性炭结构与性能的影响,并利用三电极测试体系探究活性炭电极的电化学性能.结果表明,当活化温度为５００℃时,活性炭的P元素含量为２．７７％,比表面积为１４７０m２/g,总孔体积为０．８９cm３/g,并具有较高的石墨化程度.在１A/g的电流密度下,活性炭电极的比电容高达５５０F/g,在２０A/g的高电流密度下循环１００００次后,比电容保持率高达９７．４％,表现出优异循环稳定性.以上结果证明,所制备的P掺杂活性炭在超级电容器电极中具有巨大的应用潜力.关键词:活性炭;磷酸;电极材料;电化学;超级电容器中图分类号:TQ４２４．１文献标志码:A随着煤炭、天然气和石油等化石能源的不断消耗,开发清洁可持续能源和高效的能源转换与存储技术成为人们关注的焦点.超级电容器[１Ｇ２]是新型的电化学储能装置,具有充放电速度快、循环效率高、使用寿命长等优点,在新能源汽车、高科技电子设备等领域具有广泛应用.电极材料[３Ｇ４]决定了超级电容器的性能,具有重要的研究价值.电极材料以碳基材料为主,主要包括活性炭、碳纤维、碳气凝胶、碳纳米管等[５Ｇ７].在众多碳基材料中,活性炭不仅制备工艺简单,还具有比表面积大、比电容高、孔径分布窄等优点,是良好的电极材料.磷酸活化法[８]是以碳源前驱体为原料,以磷酸为活化剂,利用磷酸在高温下与前驱体发生复杂的化学反应,在惰性气氛下形成活性炭.目前,该方法是制备活性炭的常用方法.研究表明,磷...
