宿州学院《Nanoscale Adv》：简单合成超高比表面积褶皱的氮掺杂多孔碳纳米片，用于高性能超级电容器

1成果简介 

多孔碳纳米片目前被认为是高性能超级电容器的优良电极材料。然而，它们的易于团聚和堆叠性质减少了可用表面积并限制了电解质离子的扩散和传输，从而导致低电容和较差的倍率能力。为了解决这些问题，本文，宿州学院陈崇副教授、朱光教授等在《Nanoscale Adv》期刊发表名为“Facile synthesis of crumpled nitrogen-doped porous carbon nanosheets with ultrahigh surface area for high-performance supercapacitors”的论文，研究提出了一种腺苷吹和KOH活化组合策略来制备褶皱的氮掺杂多孔碳纳米片（CNPCNS），与扁平微孔碳纳米片相比，它具有更高的比电容和倍率能力。

该方法操作简单，能够一步法可扩展生产具有超薄褶皱的纳米片、超高比表面积（SSA）、微孔和介孔结构以及高杂原子含量的CNPCNS。优化的CNPCNS-800厚度为1.59nm，具有2756m2g-1的超高SSA、62.9%的高介孔率和高杂原子含量（N为2.6at%，O为5.4at%）。因此，CNPCNS-800在6M KOH和EMIMBF4中均表现出优异的电容、高速率能力和长循环稳定性。更重要的是，EMIMBF4中基于CNPCNS-800的超级电容器的能量密度在875 W kg−1时可达94.9 W h kg−1，在35 kW kg−1下仍为61.2 W h kg-1。

2图文导读  

图1、样品制备的图表程序

图2、 （a和b）NPCNS的SEM，（c）TEM和（d）AFM图像。（e和f）CNPCNS-800的SEM，（g）AFM和（h-k）TEM图像。

图3. （a） XRD图谱，（b） 拉曼光谱，（c） N2NPCNS、CNPCNS-700、CNPCNS-800和CNPCNS-900的吸附等温线和（d）密度泛函理论孔径分布。

图4、NPCNS、CNPCNS-4、CNPCNS-700和CNPCNS-800的XPS测量光谱

图5、在700 M KOH的三电极体系中评价了NPCNS、CNPCNS-800、CNPCNS-900和CNPCNS-6的电化学性能

图6、基于CNPCNS-800的超级电容器的电化学性能

3小结 

这项工作不仅为生产高性能超级电容器用CNPCNS提供了新的途径，而且为设计用于电催化剂、水净化、可充电锂钠电池和其他应用的新材料打开了新的大门。

文献：

• DOI

• https://doi.org/10.1039/D2NA00949H

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来源：文章来自NA网站，由材料分析与应用整理编辑。

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