《表2 氮掺杂碳气凝胶的氮含量和比电容[45]Table 2 Nitrogen compositions and specific capacitance in nitrogen-doped carb

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《碳气凝胶在电化学领域中的应用研究进展》

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对碳气凝胶进行掺杂制得复合电极材料也是提高超级电容器比电容的一种有效方法。袁磊[44]将硼原子引入碳气凝胶，当掺杂量（B∶C）为1∶5时，其比电容高达212F/g，而未掺杂的比电容只有103F/g。相对于硼掺杂而言，氮掺杂的原料选择和掺杂形式更加多样。刘西川等[45]将三聚氰胺作为氮源掺杂入碳气凝胶内制得氮掺杂碳气凝胶（NCAs），根据氮含量的不同将样品分成了七组并对七组样品进行了电化学测试，结果如表2所示，其中掺氮量最少的NCAs-1的比电容最高达176.4F/g，其次掺氮量最多的NCAs-6的比电容有166.8F/g，具有良好的电容特性和可逆性。Cai等[46]采用低成本、高产量的白菜作为碳源，通过水热、冻干、炭化等方法，制备了氮掺杂多孔碳气凝胶，这种气凝胶具有高达291F/g的比电容和97.1 Wh/kg的能量密度，在6 mol/L的KOH溶液中循环10 000次后，比电容仍保有原来的96.76%，能量密度也保有原来的92.87%，说明该材料具有优秀的循环稳定性。Zhang等[47]将竹纤维素纳米纤维/三聚氰胺/石墨烯氧化物混合气凝胶直接热解，制备了一种具有弹性的氮掺杂碳气凝胶，它能够承受至少40%的可逆压缩变形，最大抗压强度达到29.3kPa，展示出优异的弹性和机械强度。由于这种气凝胶具有独特的碳石墨烯体系结构，再加上由氮掺杂导致的亲水性，使得碳气凝胶在电流密度为0.25A/g的情况下具有高达225F/g的比电容以及31.25 Wh/kg的能量密度和12.9kW/kg的功率密度。此外，经过100次压缩释放循环后，完全恢复原状的碳气凝胶仍能保持良好的电容性能，表明其具有优异的机械耐久性和电化学稳定性。