Исследование электроемкостных свойств углеродных нанотрубок, модифицированных азотом
Full article
| Journal |
Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология
ChemChemTech
ISSN: 0579-2991
|
| Output data |
Year: 2017,
Volume: 60,
Number: 9,
Pages: 57-60
Pages count
: 4
DOI:
10.6060/tcct.2017609.9y
|
| Tags |
Carbon nanotubes, Modification, Nitrogen, Supercapacitor |
| Authors |
Чичкань Александра Сергеевна
1
,
Чесноков В.В.
2
|
| Affiliations |
| 1 |
Институт углехимии и химического материаловедения ФИЦ УУХ СО РАН
|
| 2 |
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
|
|
Funding (1)
|
1
|
Russian Science Foundation
|
15-13-10043
|
Исследованы электроемкостные свойства однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) марки TUBALL. Предварительно ОУНТ были обработаны в соляной кислоте, промыты и высушены при 200 °С. Реакцию модифицирования проводили в проточном реакторе с весами Мак-Бена. Образец ОУНТ нагревали в токе аргона до требуемой температуры. Поверхность углеродных нанотрубок модифицировали атомами азота в среде 40 % NH3-C2H4 при температурах 600 –750 °С. Обнаружено, что модифицированные N-ОУНТ содержат 4 формы азота: пиридиновый, пиррольный, графитоподобный (четвертичный) и окисленную форму азота. С увеличением температуры обработки ОУНТ в этилен-аммиачной смеси уменьшалась доля пиридинового и увеличивалось доля графитоподобного азота. Электроемкостные характеристики углеродных нанотрубок исследовали в двухэлектродной электрохимической ячейке (прототип симметричного суперконденсатора) с использованием органического электролита – ионная жидкость (1-бутил-3-метилимидазол тетрафторборат, BMIMBF4). Отмечено, что для всех образцов вид циклических вольтамперных (ЦВА) кривых практически одинаковый. Однако модифицированные N-ОУНТ образцы обладают меньшим сопротивлением по сравнению с исходным материалом, о чем говорит меньшая растянутость их ЦВА кривых. Максимальные значения удельной емкости для всех образцов достигаются при медленной зарядке-разрядке электродов. Модификация ОУНТ азотом приводит к снижению сопротивления материала, что проявляется в более высоких значениях емкости при увеличении скорости зарядки-разрядки. Показано, что при увеличении температуры модифицирования азотом значительно снижается удельная поверхность образцов: с 960 м2/г для ОУНТ и
N-ОУНТ (600°C) до 410 м2/г для N-ОУНТ (750°C), однако, удельная ёмкость, рассчитанная на 1 м2, увеличивается.