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第 35 卷第 10 期 精 细 化 工 Vol.35, No.10
2018 年 10 月 FINE CHEMICALS Oct. 2018

功能材料
氮掺杂多孔石墨碳的制备及储能特性

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孙 立 ，徐立洋 ，李宏扬 ，杨 颖
（1. 齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2. 长春理工大学 化学与环境学院，
吉林 长春 130022）
摘要：为得到高储能特性的超级电容器电极材料，以价格低廉的生物质——海带为碳源、三聚氰胺为氮源，通
过聚合-NaOH 活化法合成出纳米级氮掺杂多孔石墨化碳材料（NPGC）。通过 XRD、BET、Raman 和 XPS 测试
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手段对其进行了表征，结果显示：片层结构的 NPGC 具有大的比表面积（1771 m /g）、高的氮含量〔x（N）=6.27%〕
和良好的石墨化强度（I D /I G =2.84）并对材料进行了循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗性能测试，结果表明：
在电流密度为 1 A/g 时，NPGC 比电容高达 267 F/g，5000 次恒流充放电循环后，其比电容仍为初始比电容的
99.9%，具有优异的储能特性。
关键词：海带；氮掺杂；石墨碳；储能特性；功能材料
中图分类号：TQ314 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2018) 10-1659-08

Synthesis and Energy Storage Properties of Nitrogen-doped
Porous Graphite Carbon

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SUN Li , XU Li-yang , LI Hong-yang , YANG Ying
（1. School of Chemistry and Chemistry Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, Heilongjiang, China; 2. College of
Chemistry and Environmental Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, Jilin,
China）
Abstract: To obtain electrode materials with high performance of supercapacitor, porous graphite carbon
with high nitrogen level (NPGC) was prepared via a novel aggregation-NaOH activation route, in which
low-cost kelp and melamine severed as carbon and nitrogen source, respectively. The as-prepared samples
were characterized by XRD, BET, Raman and XPS. The results showed that the resulting NPGC with a
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lamellar structure displayed a large surface area of 1771 m /g and a high graphite degree (I D/I G=2.84) and
possessed a high nitrogen content of 6.27 atomic percentage. In addition, the electrochemical properties of
the samples were examined using cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD) and
electrochemical impedance spectroscopy (EIS). As a result, the specific capacitance of the NPGC material
reached up to 267 F/g at 1 A/g. Furthermore, the specific capacitance of the sample was still 99.9% of the
initial specific capacitance after 5000 cycles. Thus, the synthesized material had excellent energy storage
properties.
Key words: kelp; nitrogen-doping; graphite carbon; energy storage property; functional materials
Foundation items: National Natural Science Foundation of China (21501104, 21601018); Natural Science
Foundation of Heilongjiang Province (B2015014); University Nursing Program for Young Scholars with
Creative Talents in Heilongjiang Province (UNPYSCT-2016088); Science and Technology Program of
Qiqihar City(GYGC-201707)

海带作为可再生的生物质，在海洋中广泛存在。 由于其良好的官能特性，已经被广泛地应用在食品、

收稿日期：2017-09-17; 定用日期：2018-03-13; DOI: 10.13550/j.jxhg.20170753
基金项目：国家自然科学基金青年资助项目（21501104，21601018）；黑龙江省自然科学基金项目（B2015014）；黑龙江省普通
本科高等学校青年人才培养计划（UNPYSCT-2016088）；齐齐哈尔市科技计划项目（GYGC-201707）
作者简介：孙 立（1984—），女，副教授，博士。联系人：杨 颖（1982—），女，副教授，E-mail：yangying0807@126.com。