表面官能团化增强碳纳米笼超级电容器性能.pdf

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1、第3O卷第9期无机化学学报Vol-30No．92014年9月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY2099．2104表面官能团化增强碳纳米笼超级电容器性能夏婧竹王立伟胡仁之1赵进1赖红伟1杨立军1王喜章胡征12(介观化学教育部重点实验室，南京大学化学化工学院，南京，210093)(2南京大学(苏州)高新技术研究院，苏州215123)摘要：以具有多级孔结构、高比表面积、良好导电性等特征的碳纳米笼(CNCs1为前体，采用硝酸氧化法在CNCs表面引入含氧官能团。以CNCs为超级电容

2、器电极材料，在相同电流密度下，官能团化样品的比电容显著高于纯CNCs；在1A．g一下比电容最高可达到255F·g-，比纯CNCs的188F·g-i增加了34％，这表明表面含氧官能团化能够显著提高CNC8的超级电容器比电容。在100A·g的大电流密度下，硝酸氧化后CNCs的比电容保持在111～167F·g～，表明具有良好的耐大电流充放电性能。在1OA·g的电流密度下循环10000圈后，CNC．6M样品的比电容由196F·g下降到176F·g-1．样品的比电容仍保留9O％，具有良好的循环稳定性。表面含氧官能团

3、化CNCs所表现出的这种优异的超级电容器性能归因于CNCs的多尺度分级孔结构、高比表面积、良好的导电性、表面亲水性含氧官能团化带来的浸润性提高和引入的赝电容关键词：碳纳米笼；硝酸氧化；亲水性官能团化；超级电容器中图分类号：0646；TM911文献标识码：A文章编号：1001．4861(2014)09．2099．06DoI：10．11862／CJIC．2014．289EnhancementofSupercapacitorPerformanceofCarbonNanocagesbySurfaceFunctiO

4、nalizationXIAJing—ZhuWANGLi-WeiHURen-ZhiZHAOJinLAIHong—WeiYANGLi—JunWANGXi—Zhang’。HUZheng，(eyLaboratoryofMesoscopicChemistryofMOE,SchoolofChemistryandChemicalEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210093，China)igh，TechResearchInstituteofNanjingUniversity(Su

5、zhou)，Suzhou,Jiangsu215123，China)Abstract：Oxygen-containingfunctionalgroupscarbeintroducedonthesurfaceofcarbonnanocages(CNCs)withoutdamagingtheskeletonstructure．ThefunctionalizedCNCswereusedastheelectrodematerialsforsupercapacitor．Thespecificcapacitanceof

6、CNC一6Mreached255F·g一andincreased34％ascomparedto188F‘g～ofpristineCNCatacurrentdensityof1A·g～．Atthesamecurrentdensity．thespecificcapacitanceoftheas—functionalizedCNCswassignificantlyhigherthanthatofpristineCNCs，namely，thesurfacefunctionalizationforCNCscould

7、obviouslyenhancethesupercapacitorsperformance．Furthermore，atahighcurrentdensityof100A。g～，thespecificcapacitanceofas—oxidizedCNCsstillretainedatalevelof111~167F·g～，i．e．，theyexhibitedgoodresistancetohighcurrentchargeanddischarge．After10000charging—dischargi

8、ngcyclesatacurrentdensityof10A。g～，thespecificcapacitanceofCNC一6Monlydroppedfrom196to176F·g～，i．e．，thefunctionalizedCNCspossessedgoodcyclestability．Theexcellentsupercapacitorperformanceoftheas—functionalizedCNCsisascr