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炭材料原料易得、成本低并且具有独特的物理化学性质,因而在气体储藏、催化化学以及污水处理等方面有广泛的应用,特别是作为电极材料方面,炭材料成为研究的热点。本文以氧化聚合所得聚苯胺(PANI)为前躯体,通过炭化活化,制备出应用于超级电容器及锂离子电池负极的掺杂炭材料,研究了其电化学性能。主要内容如下：1.以氧化聚合所得聚苯胺颗粒为前躯体,通过炭化与水蒸气活化,制备出应用于超级电容器的掺杂活性炭。通过正交试验探讨了各因素对材料性能的影响,确定了最佳工艺条件：炭化温度为700℃,活化温度为850℃,活化时间为2 h。该条件下制备的活性炭比表面积为584 m2/g,具有微孔结构,其中84%的氮原子以具有电化学活性的吡啶氮和吡咯氮形式存在。其比电容为170 F/g,并且循环性能良好,2000次循环后,比电容仍保持为起始容量的96.5%。2.采用自组装方法制备聚苯胺纳米管,通过条件实验讨论了各组分浓度对产品形貌的影响,确定了最佳反应介质为：含0.4 mol/L醋酸与1.0 mol/L甲醇的混合溶液。其分子结构与形貌随时间的演变表明纳米管通过自卷曲过程形成。以该聚苯胺纳米管为前躯体,通过炭化与氧气活化,制备出掺杂活性碳纳米管,将其应用于超级电容器。通过正交试验探讨了各因素对材料性能的影响,确定了制备炭材料的最佳工艺：炭化温度为700℃,炭化时间为1h,活化温度为450℃,活化时间为1.5 h。该条件下制备的碳纳米管比表面积为618.91 m2/g,微孔孔容为0.2213 cm3/g,介孔孔容为0.2581 cm3/g。其比电容达到220 F/g,并且具有良好的循环性能,在8000次循环后,其比电容还保持为初始循环比电容的98%。3.将制备的碳纳米管用作锂离子电池负极材料,炭化样与活化样的首次放电容量分别为1370和880 mAh/g,首次充电容量分别为907和404 mAh/g,均高于石墨的理论容量。随着充放电循环的进行,炭化样的容量逐渐衰减,而活化样品的容量在9个循坏后趋于稳定,20次循环后,活化样品放电容量仍保持为728mAh/g。