原位氮掺杂多孔生物炭负载MnO2制备超级电容电极的研究

超级电容器是一种高功率密度、长周期充放电寿命的新型储能设备。生物质可以有效地活化，制备出适用于超级电容器的电极活性材料。因此，以生物质为原料，探索一条制备高性能、低成本超级电容器电极活性材料的技术路线，具有很大的研究价值和发展前景。以豆粕为原料，采用物理活化法制备了原位掺氮多孔活性炭。深入研究了炭化温度对多孔活性炭微观形貌、孔结构、微晶组成、化学性能和电化学性能的影响。当活化温度为800℃时，样品的理化性能最好。在三电极系统中，BPC-800在0.25a/g下的比电容为152.8f/g，具有良好的速率性能和循环性能。经过30000次充放电循环后，比电容仍保持初始值的96.7%。研究了氮浓度对原位掺氮多孔活性炭物理化学性质的影响。CO2浓度的增加将直接降低多孔碳的产率，BPC100%的比表面积和孔容达到最大值，但CO2体积浓度为50%的样品具有最高的微孔率（55%）。随着浓度的增加，比表面积增加，这不利于微孔的形成，降低了吡啶N的相对含量，有利于吡咯N的形成。BPC-50%在0.25 a/g时的比电容为106 f/g，在20000次循环后保持初始值的93%。BPC＠MnO2是以BPC－800为原料，采用水热法合成的。BPC＠MnO2的比表面积和孔容的微孔减少了50%以上。动力学分析表明，电压扫描速率的增加导致扩散控制假电容的比例从50.9%下降到24.6%，从而削弱了假电容效应，降低了比电容。经过30000次连续充放电循环后，复合材料仍具有84.3%的初始电容。