多孔碳及复合电极材料的制备与性能

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多孔碳材料具有高比表面积、高孔隙率、良好的导电性和导热性、可调控的孔径和表面性能,近年来在催化剂载体、超级电容器、吸附剂和气体储存等领域有广泛应用,尤其用于超级电容器和电化学分析中,已获得了很好的结果。多孔碳材料的合成方法主要有硬模板法、软模板法和活化法等,这些方法往往存在成本高、合成工艺复杂或纯度偏低的问题,阻碍了多孔碳材料的更广泛应用。因此,本论文开发一种原位模板的方法合成多孔碳,来解决生产成本和工艺问题,系统的研究了所制备多孔碳材料在超级电容器、电催化等方面的应用。论文分别以淀粉和蔗糖为碳源,硝酸锌或硝酸银为添加物前躯体,通过简单的方法制备了多孔碳材料。通过考察反应物比例、反应温度对产物形貌的影响,探讨了这种多孔碳材料的生长机理。  (1)淀粉为碳源,硝酸锌为模板前躯体,依次经淀粉糊化、沉淀过程把氢氧化锌模板较均匀的分散在淀粉溶胶中,再经干燥、碳化、移除ZnO即得多孔碳材料(PCs)。样品分别经XRD、TEM、SEM,CV和恒流充放电测试,多孔碳有不同的形貌,显示出好的双电层电容特性,比电容达210F/g,且循环性能好,衰减不严重,是一种有潜力的碳电极材料。  (2)我们通过银/碳的碳糊电极,用循环伏安和电流时间曲线测试方法对抗坏血酸的电催化氧化做了研究。在0.1M的磷酸缓冲溶液中,采用电流时间曲线对抗坏血酸检测,拟合的电流与抗坏血酸浓度有好的线性关系,检测范围为3.98×10-6-3.93×10-3mol/L,检出限为2.09×10-6mol/L(S/N=3)。同时不同物质对抗坏血酸检测的干扰和电极的重复性也被研究,该方法是一种有前景的在食品中检测抗坏血酸浓度的方法。
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