項(xiàng)目類別：教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目
項(xiàng)目編號：212183
項(xiàng)目規(guī)模：5萬元
參與人員：孔令斌
起止日期：2012.1-2014.12
本項(xiàng)目針對分級多孔碳材料研究其比容量與孔徑大小、孔徑分布、比表面積、孔容、微/介孔率五個(gè)孔參數(shù)的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式，并對其表達(dá)式的適用性進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。基于Stern雙電層模型，考慮溶液中離子濃度的大小，就具體的分級多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的假設(shè)及分析，建立所需的理論研究模型。運(yùn)用幾何知識(shí)，可以得出比表面積、孔容、微/介孔率與孔徑分布以及孔徑大小的關(guān)系式。根據(jù)公式C=K.S/d，利用密度泛函、微積分等數(shù)學(xué)知識(shí)，可以推導(dǎo)出比容量與孔徑大小、孔徑分布之間函數(shù)關(guān)系式。分級多孔碳有不同的孔徑分布，此項(xiàng)目將對具有各種孔徑分布的分級多孔碳材料分別進(jìn)行推導(dǎo)，得出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。再結(jié)合比表面積、孔容、微/介孔率與孔徑分布以及孔徑大小的函數(shù)關(guān)系式，得出分級多孔碳的比容量與比表面積、孔容、微/介孔率、孔徑大小、孔分布五個(gè)孔參數(shù)的函數(shù)關(guān)系。理論公式的適用性，需要實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體的驗(yàn)證。本項(xiàng)目利用模板法制備出不同孔徑及孔分布的碳材料，并進(jìn)行分析測試，得出雙電層容量與孔參數(shù)之間的關(guān)系。用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對公式進(jìn)行驗(yàn)證，并對出現(xiàn)的偏差進(jìn)行科學(xué)的解釋。另外，用模板法制備分級多孔碳的過程中，對有效制備分級多孔碳的方法進(jìn)行進(jìn)一步的探索。此項(xiàng)目的開展具有重要的意義，所得出的分級多孔碳比容量與孔參數(shù)之間的理論關(guān)系式，可以為進(jìn)一步研究碳材料在超級電容性能的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。