无模板法制备g-C3N4纳米纤维及其超级电容器性能研究

"无模板制备g-C3N4纳米纤维及其超级电容器性能" 这篇论文主要探讨了一种简便、可扩展且高效的g-C3N4纳米纤维（GCNNF）的制备方法，这些纤维被用作超级电容器的电极材料。作者曹传宝和塔黑尔来自北京理工大学材料科学与工程学院，并得到了博士高等教育专项研究基金的支持。 g-C3N4，即石墨相氮化碳，是一种具有独特结构的二维材料，因其优异的光电性能和化学稳定性，近年来在能源存储领域备受关注。传统的g-C3N4制备通常涉及模板法，但这种方法过程复杂，成本较高，限制了其大规模应用。论文中介绍的无模板法制备GCNNF，简化了生产步骤，提高了效率，有利于工业化生产。 GCNNF的独特之处在于其一维结构，这种结构富含氮元素，提高了材料的导电性，从而有利于提高电化学性能。此外，高氮含量也有助于增强材料的电导率，这对于超级电容器的充放电性能至关重要。 另一方面，GCNNF具有大的比表面积，这提供了更大的电极-电解质接触面积，有利于光捕获、质量传递以及增加还原氧化潜力。这些特性使得GCNNF作为超级电容器电极时表现出高比电容，论文中指出，其比电容可达到263.75 F/g，远高于许多其他材料。同时，GCNNF电极在2M Na2SO4水溶液电解质中展现出卓越的循环稳定性，容量保持率高，显示了其在实际应用中的长期稳定性和可靠性。 总结来说，这项研究不仅提出了一种创新的g-C3N4纳米纤维制备技术，而且通过实验验证了GCNNF在超级电容器领域的优秀性能。这一成果对于推动新能源存储技术的进步，特别是提高超级电容器的能量密度和耐用性，具有重要的理论和实践意义。