多巴胺改性聚吡咯衍生掺氮多孔碳材料的制备及其超电容性能.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)AprilActa．一Chim．．2015，31(4)，685-692685[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201502022wWw．whxb．pku．edu．ca多巴胺改性聚吡咯衍生掺氮多孔碳材料的制备及其超电容性能杨硕徐桂银韩金鹏邴欢窦辉张校刚(南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏省能量转换材料与技术重点实验室，南京210016)摘要：含氮聚合物材料在惰性气氛下热解能够产生掺氮多孔碳材料．基于化学聚合法合成多巴胺(DA)改性的聚毗咯(PDA-PPy)，高温热解制备出掺氮多孔碳

2、材料(NPC)．用傅里叶变换红外(FTlR)光谱，拉曼光谱，X射线光电子能谱(XPS)分析和扫描电镜(SEM)研究其结构与形貌．随着DA与吡咯(Py)单体的摩尔比不断变化，PDA．PPy的形貌也随之改变，进而影响NPC的超电容性能．循环伏安和恒流充放电测试表明，当DA与Py单体的摩尔比为0．5时，在0．5A·g的电流密度下，NPC的比电容可以达到210F·g～，电流密度为10A·g时，比电容可以达到134F·g～，电容保持率为63．8％．关键词：吡咯：多巴胺：多孔碳：氮掺杂；超级电容器中图分类号：0646Nitrogen-DopedPorousCarbon

3、DerivedfromDopamine-ModifiedPolypyrroleandItsElectrochemicalCapacitiveBehaviorYANGShuoXUGui—YinHANJin-PengBINGHuanDOUHuiZHANGXiao—Gang(JiangsuKeyLaboratoryofMaterialsandTechnologyforEnergyConversion，CollegeofMaterialScienceandEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauti

4、cs，Naming21001~R．China)Abstract：Carbonizationofanitrogen—containingpolymerunderinertatmospherehasbeenusedtoobtainnitrogen-enrichedcarbonmaterials．Herein，wesynthesizeddopamine—modifiedpolypyrrole(PDA—PPy)viachemicaIpolymerization．whichwasthencarbonizedundernitrogenatmospheretoprodu

5、cenitrogen—dopedporouscarbonmaterials(NPC)．ThestructureandmorphologyoftheNPCwereinvestigatedbyFouriertransforminfrared(FTIR)spectroscopy,Ramanspectroscopy，X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，andscanningelectronmicroscopy(SEM)．Byregulatingthemolarratioofpyrrolemonomertodopamine，the

6、morphologyofPDA-PPyandthecapacitiveperformanceofNPCcouldbecontrolled．Atacurrentdensityof0．5A·g～，thespecificcapacitanceofNPC．0．5(themolarratioofdopaminetopyrrolemonomeriS0．5)lSca210F。g～．Evenatacurrentdensityof10A·g～，thespecificcapacitanceofNPC-0．5isupt0134F‘gandtheretentionrateiS63

7、．8％．KeyWords：Pyrrole；Dopamine；Porouscarbon；Nitrogen-doping；Supercapacitor1引言能源的研究和开发，寻求提高能源利用率的先进方在本世纪，随着传统不可再生能源的逐渐消耗法，已成为全球共同关注的首要问题．由于太阳能、以及环境污染问题的日益突出，对新能源和可再生风能、潮汐能等新能源的利用很难实现按需求的稳Received：October9，2014；Revised：January30，2015：PublishedonWeb：February2，2015．‘Correspondingauthor

8、．Email：azhangxg@163．tom；Tel：+86—2