碳基多孔材料的制备及储能性能的研究

本文基于对碳基多孔材料的化学活化和掺杂改性，制备得到一系列含有丰富孔隙结构的大比表面积碳基多孔材料，并对它们在储氢和超级电容器储能等方面的性能进行了研究。通过不同比例的氢氧化钾活化，可以有效提高碳基多孔材料的比表面积，增大低温储氢性能。研究发现，多孔材料中的微孔和小孔径的介孔孔隙结构在低温高压条件下均能发挥良好的储氢能力，通过Langmuir拟合推算活化后的碳基多孔材料在低温压下的饱和储氢量可达8.24wt%。异质元素的掺杂引入可以提高材料在对氢的吸附能力，提升材料的室温储氢效果。对碳基多孔材料微孔和介孔等孔隙结构的调控设计，发现尺寸合适的微孔可以有效增加材料的比电容，适当的介孔分布可为电容在快速充放电时提供电解液离子的快速传输通道，改善材料的电容性能。通过对碳基孔多材料的结构表征和储能性能的研究测试，发现它们的储氢能力和电容性能均与材料的空隙结构密切相关。大量合适孔径的微孔空隙结构，以及合理的微孔、介孔分布，均有助于材料储能性能的提升，这对今后的研究具有指导意义。