熔盐辅助镁热还原法制备介孔碳材料及其在超级电容器上的应用

刘杰1，2，潘彬锋1，2，张志敏1，卢旭晨1（1. 中国科学院 过程工程研究所， 介科学与工程国家重点实验室；2. 中国科学院大学 化学工程学院）

摘要：【目的】为了解决目前商业多孔碳应用于超级电容器电极材料时存在的可接触面积小、传质阻力大的问题，研究性能优异的介孔碳材料制备方法。【方法】　采用熔盐介质中的镁热还原法，利用碳酸钠作为碳源和产物的石墨化催化剂制备介孔碳材料；通过产物的综合表征，探索其显微结构和电化学性能；研究镁热还原反应的过程机制和产物显微结构的成因。【结果】产物介孔碳具有较大的比表面积（752 m2·g-1）、较大的孔体积（1.22 cm3·g-1）、孔径单一（5.3 nm），缺陷密度低（强度比ID/IG为0. 7）的特点，适合于水系电解质中储能；应用于超级电容器时，在电流密度为50 A·g-1时比电容可达113 F·g-1，当电流密度由1 A·g-1增至50 A·g-1时电容保持率达到76%。【结论】熔盐介质中镁热还原制备的的介孔碳具有独特的显微结构，可作为超级电容器的电极材料，从而实现其高倍率性能。

关键词： 镁热还原； 介孔碳； 超级电容器； 熔盐