碳化法国梧桐絮制备碳微米管及作为超级电容器电极的研究.pdf

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1、第28卷第3期无机化学学报V01．28No．32012年3月CHINESEJ0URNALOFINORGANICCHEMISTRY546．550碳化法国梧桐絮制备碳微米管及作为超级电容器电极的研究马延文熊传银黄雯赵进李兴螯范曲立黄维f南京邮电大学，信息材料与纳米技术研究院，有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地，南京210046)摘要：利用法国梧桐絮(花粉)的管状结构，通过简单的碳化处理制备了碳微米管。并用扫描电子显微镜、X一射线衍射光谱仪、拉曼光谱仪和x射线光电子能谱仪对碳微米管进行了详细分析。碳微米管的外径为2O一30m，壁厚约为lIxm。其内

2、外壁存在着许多微孔和介孔，BET比表面积为265m2~g～。碳微米管具有典型的电化学双电层电容性能，表现出优异的稳定性，展示了在超级电容器方面的应用潜力。关键词：碳微米管；梧桐絮；生物质；超级电容器中图分类号：TQ424．10文献标识码：A文章编号：1001—4861(2012)03—0546-05PreparationofCarbonMicrotubesbyCarbonizingtheFluffofChinarTreeandTheirApplicationasSupercapacitorElectrodesMAYan—WenXIONGChuan—

3、YinHUANGWenZHAOJinLIXing—AoFANQu—LiHUANGWei(JiangsuKeyLaboratoryforOrganicElectronics&InformationDplays(KLOEID)andInstituteofAdvancedMaterials(IAMNanjingUniversityofPostsandTelecommunications(NUPT~Nanjing,210046，China)Abstract：Theflufflowerpollen)ofchinartreewascarbonizedtopre

4、parecarbonmicrotubes(CMTs)duetotheirnaturalmicro．tubularstructure．Theas—preparedCMTswerewellcharacterizedbyscanningelectronmicroscopy，X-raydiffraction，RamanspectroscopyandX—rayphotoelectronspectroscopy．TheouterdiametersofCMTsareintherangeof20~30lxmandthewallthicknessisabout1Ix

5、m．Manymicro—andmeso—poresexistintheirouterandinnerwalls．andtheBrunauer．Emmett—TellerfBET)surfaceareaiS265m·g～．TheCMTsweredemonstratedtoshowatypicalcharacteristicsofelectrochemicaldoublelayercapacitance，indicatingtheirpotentialinsupercapacitors．Keywords：carbonmicrotubes；chinarf

6、luff；biomass；supercapacitors碳材料是重要的结构和功能材料。富勒烯、碳纳米纤维等[51。通过高温f>70OcC1碳化，可使一些丝状米管和石墨烯的发现[1．3】．使碳材料成为当今的热门生物质．如蚕丝和棉丝等碳化成碳微米纤维[6-81。这种研究领域碳材料的制备原料来源广泛。其中由于生利用生物质的模板作用来合成特定结构碳材料的方物质的低成本和可再生性．是获得碳材料的重要来法．具有形貌可控和可规模化的特点．因而适于放大源之一如椰子壳、杏仁壳和竹子等可用于活性碳的生产。最近，我们利用杨絮和柳絮的微米管结构，通制备利用水热合成技术，可

7、把稻壳、麦秆等转化过简单碳化制备了碳微米管【9J．有望为碳微米管的成碳微米或纳米材料．包括微米粒子、亚微米管和纳规模合成提供可行途径由于碳微米管具有较大的收稿日期：2011-09．07。收修改稿日期：2011-11-03。国家重大科学研究计划(N0．2009CB930600)，国家自然科学基金(N0．20833002，No．20903057)，教育部高等学校博士学科点专项科研基金(No．20093223120002)，江苏省高校自然科学基金(N0．BK2010525，No．BK2011750)，江苏省普通高校自然科学研究0．o9I(JBl50o07

8、)资助项目。通讯联系人。E—mail：iamwhuang@njupt．edu．an第3期马延文等：碳化法国梧桐絮制备碳微米