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碳气凝胶具有独特的三维网络结构、丰富的孔径分布、超高的表面积和良好的导电性,被认为是理想的超级电容器电极材料。超级电容器的电容性能主要依赖于电极材料的比表面积、孔径分布和结构性能。本文以碳气凝胶为前驱体,通过高温碳化、活化剂活化及引入杂原子等手段对其改性制备了一系列碳材料。采用XRD、BET、SEM进行结构表征,研究了电化学性能。论文主要研究内容如下:(1)以碳气凝胶为前驱体,通过高温碳化制备得到碳纳米球,材料碳化前后BET比表面积从83.20 m2g-1增加到499.7m2g-1,孔径分布由无序变为有序。碳纳米球的电容性能显示,当电流密度为0.5Ag-1时,碳纳米球CA-700的比电容为112.95Fg-1;在大电流密度5 A g-1下循环1000圈后比电容保持率仍高达97.98%。(2)以碳气凝胶为前驱体,三聚氰胺为氮源,通过高温煅烧使其发生聚合反应最终碳化制得氮掺杂碳纳米球(N-CA),氮含量19.95%,BET比表面积458 m2g-1。对氮掺杂碳纳米球电容性能测试显示,当电流密度为0.5 Ag-1时,N-CA的比电容为210.45 F g-1,在大电流密度5 Ag-1下循环1000圈后比电容保持率仍高达88.56%。(3)以碳气凝胶为前驱体,NaOH为活化剂,通过高温活化最终制得蜂窝状多孔碳(CA-850),BET比表面积高达2492.6m2g-1。对多孔碳电容性能测试显示,当电流密度为0.5Ag-1时,CA-850的比电容为299Fg-1,在大电流密度5Ag-1下循环1000圈后比电容保持率仍高达99%。(4)以碳气凝胶为前驱体,尿素为氮源,通过高温煅烧制得氮掺杂碳气凝胶(NCA-1-1),进一步使用KOH高温活化制得氮掺杂蜂窝状多孔碳,BET比表面积达1342.17 m2g-1。对氮掺杂的多孔碳电容性能测试显示,当电流密度为0.5 Ag-1时,NCA-1-1的比电容为276.05 F g-1,在大电流密度5 A g-1下循环1000圈后比电容保持率仍达95.3%。