《表1 CNFs的XPS峰中N元素含量分析》

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《热处理对富氮碳纳米纤维结构及储锂性能的影响》

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如图7（a）所示，样品的C1s光谱范围为281～295 eV，可分为4个峰，分别属于C-C、C-N和C=O和CO-O键。CNFs-450的C1s峰被还原为C-C（284.8 eV）、C-N（286.6 eV）、C=O（288.8 eV）和CO-O（290.5 eV），分别占52.3%、35.5%、3.2%和9.0%（n/n）。随着碳化温度升高，C-N键的峰面积比例明显下降。相比之下，CNFs-900的C1s峰被还原为C-C（284.8e V）、C-N（285.6 eV）、C=O（287.0 eV）和CO-O（290.0e V），分别占55.8%、21.9%、10.8%和11.5%，C-C键占比增加到55.8%，而C-N键占下降到21.9%，这与红外光谱的结果一致。图7（b）表明各CNFs表面的O元素以羰基氧（≈530.6 eV）、醚基氧（≈532.4 eV）或羟基氧（≈531.9 eV）以及表面化学吸附H2O或O2（≈535.6 eV）[33]等形式存在。其中化学吸附氧占总氧的比例最低，随着碳化温度升高，羰基氧逐渐减少，醚基氧或羟基氧的含量开始占据主导地位。N1s谱拟合曲线可拟合为3个组分峰（图7(c）)，分别位于398、400和403 eV附近，对应于吡啶氮、吡咯氮和石墨氮[34]。石墨氮具有较好的导电性，对改善CNFs的电化学性能具有重要影响。吡啶氮具有较强的亲核反应性，容易与Li+反应而提高储锂容量。吡咯氮具有较强的亲电反应性，不仅能通过孤对电子参与共轭效应而改善CNFs的导电性，而且也可以与Li+反应而提高储锂容量。随着碳化温度的升高，吡啶氮可以转化为吡咯氮和石墨氮[35]。各类氮的含量如表1所示，CNFs-900的总氮含量（3.25%(n/n）)远低于CNFs-450的总氮含量（19.25%(n/n）)。