课题组在硅酸盐学报发表了题为《磷酸三钾活化合成分级多孔炭及其电化学性能》的研究论文,刘芳芳为第一作者,中国矿业大学为惟一通讯单位,牛继南老师为通讯作者。
纳米结构碳基材料具有发达孔结构、大比表面积、良好化学/热稳定性及环境友好等特点是常见的超级电容器电极材料。根据双电层电容器的储能机理,比表面积(SSA)、孔径分布和孔结构是影响多孔炭材料电化学性能的重要因素。此外,纯多孔炭材料表面疏水,增加了电解液离子与多孔炭的接触电阻,很大程度上影响其电容特性的发挥。因此,通过孔结构调控和杂原子掺杂是改善多孔炭材料电化学性能的重要策略。本工作中,我们选择磷酸三钾对多孔炭材料进行活化处理,其不仅作为活化剂,同时也作为掺杂剂,通过一步活化法,可以同时实现多孔炭的孔结构调控和杂原子掺杂,一举两得。磷酸三钾活化后样品H在0.5 A/g电流密度下比电容可达281.94 F/g,远高于未活化的200.31 F/g;经过8 000次充放电循环后容量保持率可达84.7%。因此,磷酸三钾活化可以显著改善多孔炭的电化学性能,此外,以天然矿物纤维水镁石为模板合成多孔炭,还可以为天然矿物纤维水镁石的高附加值应用提供新思路。
