《表2 NC-1样品各元素(C、N、O、H)含量(质量分数)及不同含氮官能团比例》

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《氮掺杂竹炭基超级电容器电极材料制备与表征》

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为了研究样品中氮元素的含量和所处的化学环境，对NC-1样品进行X射线衍射测试，结果如图5与表2所示。NC-1样品的X射线光电子能谱图（XPS）如图5a所示，可以明显地观察到位于285，400和533 e V附近存在3个特征峰，分别对应于C、N和O 3种元素[15]。图5b和c分别为C1s（285 e V）与O1s（533 e V）的XPS能谱拟合峰，C元素与O元素的含量（质量分数）分别为92.86%和4.65%。对N1s特征峰曲线进行分峰拟合，进一步分析氮元素的含量和类型，结果如图5d所示。NC-1样品中氮元素含量高达2.2%，其在多孔炭材料中存在的类型主要有4种，分别为N-1（吡啶型氮，398.3 e V）、N-2（吡咯型氮，399.6 e V）、N-3（醌式氮，400.7 e V）与N-4（氧化氮，403.1 e V）[16]。据文献报道[16]，N-1和N-2有利于提高材料表面的亲水性，N-3存在于材料二维平面或基体偏内部，π-π共轭，为一种稳定的分子结构，通常能减少材料的阻抗，实现电子在内部的快速转移。以上3种类型的氮均可在充放电时与电解液发生氧化还原反应，贡献一部分赝电容。综上所述，氮元素成功掺杂于多孔炭材料中，有利于提高竹炭材料的电化学性能。