硼/氮共掺杂刀豆壳基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究

以农林废弃物刀豆壳为原料,首先以低温炭化和KOH高温活化两步法制备高比表面积活性炭,进而以四水合五硼酸铵为硼源、氮源通过水热合成反应制备得到硼/氮共掺杂多孔炭材料。通过扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附、电感耦合等方法对材料的结构和化学特性进行表征,并采用三电极系统测试其电化学性能。研究结果表明:掺杂后的活性炭材料最大比表面积可达2859 m^(2)/g,总孔容1.34 cm^(3)/g,微孔孔容0.99 cm^(3)/g,最高硼质量分数为3.27%,氮质量分数为2.60%。基于杂原子的引入和适宜的孔隙结构的共同作用,掺杂后的活性炭材料在电流密度1 A/g条件下比电容最高达369 F/g,相应的20 A/g电流密度条件下的质量比电容为240 F/g,倍率性能优异。