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【24h】

Nitrogen/oxygen co-doped porous carbons derived from a facilely-synthesized Schiff-base polymer for high-performance supercapacitor

机译：氮/氧共掺杂多孔碳，它们是由易于合成的席夫碱聚合物制成的，用于高性能超级电容器

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We report an effective strategy for the preparation of nitrogen/oxygen co-doped porous carbons (DQPACs) based on a facile, low-cost, high-yield polymerization between 2,5-dihydroxy-1,4-benzoquinone and p-phenylenediamine in acetic acid solvent without any catalyst, and then subjected to carbonization and KOH activation at 600-800 degrees C. The resultant DQPAC-700 exhibits abundant micropores, large specific surface area (1659.97 m(2) g(-1)), and a high level of nitrogen/oxygen doping contents (as high as 4.09 wt.% and 10.84 wt.%, respectively). Therefore, the DQPAC-700 is a promising electrode material for supercapacitors, delivering the maximum specific capacitance of 292 F g(-1) at 0.5 A g(-1) and a good rate capacitance of 167 F g(-1) at 50 A g(-1) in 6 M KOH electrolytes. The optimized supercapacitor displays a high cycling stability (capacitance retention up to 96% after 20,000 cycles at 5 A g(-1)) and a moderate energy density (11.3 Wh kg(-1) at 103 W kg(-1)). When using 1 M Na2SO4 solution as the electrolyte, the energy density can be further improved to 25.6 Wh kg(-1). The results indicate that our polymerization approach is facile and effective, which can be extended to develop other nitrogen-rich polymers for the creation of more porous carbon materials with abundant nitrogen/oxygen species.
机译：我们报告了一种基于2,5-二羟基-1,4-苯醌与对苯二胺之间的简便，低成本，高收率聚合的制备氮/氧共掺杂多孔碳（DQPAC）的有效策略。乙酸溶剂，无需任何催化剂，然后在600-800摄氏度下进行碳化和KOH活化。所得DQPAC-700表现出丰富的微孔，大比表面积（1659.97 m（2）g（-1））和高水平的氮/氧掺杂含量（分别高达4.09 wt。％和10.84 wt。％）。因此，DQPAC-700是一种有前途的超级电容器电极材料，在0.5 A g（-1）时可提供292 F g（-1）的最大比电容，在50 A时可提供167 F g（-1）的良好倍率电容在6 M KOH电解质中的g（-1）。优化的超级电容器显示出高的循环稳定性（在5 A g（-1）进行20,000次循环后，电容保持率高达96％）和适度的能量密度（在103 W kg（-1）时为11.3 Wh kg（-1））。当使用1 M Na2SO4溶液作为电解质时，能量密度可以进一步提高到25.6 Wh kg（-1）。结果表明，我们的聚合方法简便有效，可以扩展到开发其他富氮聚合物，以创建具有丰富氮/氧物种的多孔碳材料。

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