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摘要： 采用硬模板法，椭球状介孔二氧化硅为模板剂，加入碳前驱体（酚醛树脂）、氮源、磷源和硼源前驱体。在惰性气体（N2）气氛下，经高温碳化，除模板、洗涤干燥，得到碳/氮/磷/硼共掺杂的椭球状介孔碳。研究重点在改变制备介孔碳过程中氮源/磷源/硼源前驱体的质量比例以及不同的氮源和磷源前驱体，得到不同的氮/磷/硼掺杂含量的介孔碳材料。用小角X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)测定介孔碳材料的结构和形貌。采用循环伏安法和恒电流充放电法测试器电化学行为，并计算其比电容量。结果表明，不同的氮源和磷源前驱体会影响材料的形貌，不同比例的氮/磷/硼共掺杂介孔碳材料中，在10mV/s扫描速率下的比电容量最大可达366F/g,氮硼磷的掺杂可以明显得提高材料的比电容量。33036
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毕业论文关键字： 氮/磷/硼共掺杂；介孔碳；电化学
Preparation and Research Electrochemical of Nitrogen、Phosphorus and Boron Co-doped Mesoporous Carbon
Abstract：It takes the rod-shaped mesoporous silica as a hard template agent. To fill in the carbon precursor (molecular resol) and nitrogen/phosphorus/boron precursor. In order to get Nitrogen/Phosphorus/Boron Co-doped ellipsoid shaped Mesoporous Carbon, it always under the inert atmosphere（N2) and in high temperature which let the samples dry and except the masterplate. The important of this study is to change the different levels of nitrogen/phosphorus/boron precursor and different nitrogen/phosphorus precursor during preparing the mesoporous carbon, and get the different nitrogen/phosphorus/boron doped mesoporous carbon materials. Then tested morphology structure with mesoporous carbon materials by a small Angle X-ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM). To prepare as electrode materials which can applied in super capacitors and test its electrochemical properties, which using cyclic voltammetry and continuous current charging to calculate the specific capacitance of the material. The results show that, different nitrogen/phosphorus precursor can impact morphology of material. In the different levels of nitrogen/phosphorus/boron Co-doped Mesoporous Carbon, the specific capacitance can be reach to 366Fg-1 at 10mVs-1 and nitrogen/phosphorus/boron mix can obviously improve the specific capacitance of material.
KeyWords：Phosphorus/Nitrogen/Boron-Doped ；Mesoporous Carbon；Electrochemical
目 录
1 前言1
1.1背景1
1.2文献综述2
1.2.1介孔碳的合成：催化活化法2
1.2.2介孔碳的合成：溶胶-凝胶法2
1.2.3介孔碳的合成：软模板法3
1.2.4介孔碳的合成：硬模板法4
1.2.5介孔碳材料的应用5
1.3小结 6
1.4 本论文研究目的与意义6
2 实验部分6
2.1实验药品及仪器6
2.2实验方法 7
2.2.1氮/磷/硼共掺杂介孔椭球碳的制备7
2.2.2电极的制备 8
2.2.3介孔碳的表征测试8
3 结果与讨论8
3.1小角X射线衍射（XRD）8
3.2扫描电镜（SEM）10
3.3电化学性能-循环伏安法12
3.4恒电流充电法18
4 总结23
致 谢25
参考文献26
1 前言
1.1 背景
对于现在的化工领域，介孔碳是一类新型的非硅基介孔材料，具有巨大的比表面积和孔体积，孔径在2nm和50nm之间。在储氢材料、催化剂载体、吸附剂、电极材料等方面都有着重要的应用，因此人们对介孔材料非常青睐和重视。不仅如此，它对于燃料电池，分子筛，催化反应，电化学等领域也有潜在的价值，等待着人们去发现探索。与纯介孔硅材料相比，介孔碳材料有着更高的比表面积和高孔隙率，形状也多种多样。特别的是，孔径尺寸在一定范围内可调节，孔壁组成、结构和性质都可改变，从而得到高热稳定性和水热稳定性。因此，介孔材料凭借自己优良的特性成为全世界跨化学、生物、物理等学科的热门研究领域之一，更是材料发展研究的一个重要里程碑。
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