文档名：木质基N,P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭制备及电容去离子性能研究
摘要：以落叶松木屑为原料,磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为掺杂剂,氧化石墨烯(GOs)为改性剂,经过液化、树脂化、发泡、炭化以及CO2活化制备出木质基N、P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭(N,P-GCF).采用SEM、XRD、Raman、XPS、接触角测量仪分别对N,P-GCF的表面形态、晶体结构、化学性质、亲水性能进行分析,通过改变NH4H2PO4的添加量探究其对泡沫炭孔结构、电化学性能及电容去离子性能(CDI)的影响.结果表明:经GOs改性与NH4H2PO4掺杂后,孔泡尺寸下降,无序性提高.N,P-GCF具有分级孔结构.当NH4H2PO4掺杂量为2g时,具有最高的比表面积(2684.11m2·g-1)、总孔容(1.42cm3·g-1)和介孔率(49.45％),N、P质量分数分别为2.48％和3.46％.N元素主要以N-5、N-6、N-X形式存在,P元素主要为P-C、P-N.相比于CF,N,P-GCF2.0具有优异的润湿性及力学性能.在1mol·L-1NaCl电解液的三电极体系中,1A·g-1的电流密度时N,P-GCF2.0的比电容为256.48F·g-1,当电流密度增加至15A·g-1时,比电容保持率达72.51％.在500mg·L-1的初始NaCl溶液、1.2V的工作电压下,N,P-GCF2.0具有最佳脱盐能力(29.97mg·g-1)及盐吸附速率(1.84mg·g-1·min-1),10次循环后脱盐能力保留率为90.12％,具有较好的循环稳定性.
Abstract：Wood-basedN,Pco-dopedgrapheneoxidemodifiedfoam(N,P-GCF)waspreparedbyliquefaction,resinization,foaming,carbonizationandCO2activationbyliquefaction,resinization,foaming,carbonizationandCO2activation.Thesurfacemorphology,crystalstructure,chemicalpropertiesandhydrophilicpropertiesofN,P-GCFwereanalyzedbySEM,XRD,Raman,XPSandcontactanglemeasuringinstrument,andtheeffectsofN,P-GCFonporestructure,electrochemicalpropertiesandcapacitancedeionization(CDI)wereex-ploredbychangingtheadditionamountofNH4H2PO4.TheresultsshowedthatafterGOsmodificationandNH4H2PO4doping,theporesizedecreasesandthedisorderincreases.N,P-GCFhasahierarchicalporestruc-ture.WhenthedopingamountofNH4H2PO4was2g,ithadthehighestspecificsurfaceareaof2684.11m2/g,totalporevolumeof1.42cm3/gandmesoporosityof49.45％,andthemassfractionsofNandPwere2.48％and3.46％,respectively.NelementsmainlyexistintheformofN-5,N-6andN-X,andPelementsaremainlyP-CandP-N.ComparedwithCF,N,P-GCF20hasexcellentwettabilityandmechanicalproperties.Inthethree-electrodesystemof1mol·LNaClelectrolyte,thespecificcapacitanceofN,P-GCF2.0is256.48F/gatacurrentdensityof1A/g,andthespecificcapacitanceretentionrateis72.51％whenthecurrentdensityincreasesto15A/g.UndertheinitialNaClsolutionof500mg/Landtheworkingvoltageof1.2V,N,P-GCF2.0hadthebestdesalinationcapacity(29.97mg/g)andsaltadsorptionrate(1.84mg/(g·min)),andtheretentionrateofde-salinationcapacitywas90.12％after10cycles,indicatinggoodcyclingstability.
作者：孔祥鑫 张坤 吴振威 李伟 刘守新 Author：KONGXiangxin ZHANGKun WUZhenwei LIWei LIUShouxin
作者单位：东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室,哈尔滨150040东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室,哈尔滨150040;东北林业大学木质新型材料教育部工程研究中心,哈尔滨150040
刊名：功能材料 ISTICPKU
Journal：JournalofFunctionalMaterials
年，卷(期)：2024, 55(6)
分类号：TQ424.1
关键词：木质基 N,P共掺杂 氧化石墨烯 泡沫炭 电容去离子
Keywords：wood-based N,Pco-doping grapheneoxide carbonfoam capacitivedeionization
机标分类号：TG178O636.1TQ433.431
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：国家自然科学基金，中央高校基本科研业务费专项木质基N,P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭制备及电容去离子性能研究[
期刊论文] 功能材料--2024, 55(6)孔祥鑫 张坤 吴振威 李伟 刘守新以落叶松木屑为原料,磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为掺杂剂,氧化石墨烯(GOs)为改性剂,经过液化、树脂化、发泡、炭化以及CO2活化制备出木质基N、P共掺杂氧化石墨烯改性泡沫炭(N,P-GCF).采用SEM、XRD、Raman、XPS、接触角测量仪分别对N,...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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