摘要：煤沥青（CTP）具有含碳量高、廉价易得等优势，是制备碳材料的优质前驱体之一。然而，CTP直接热解会产生高度石墨化的软碳，导致低的储钾容量和动力学。在此，以四氢呋喃萃取后CTP和草酰氯为原料，氯化铝为催化剂，通过傅克酰基化反应合成了羰基化煤沥青（DCTP）；然后，以DCTP为前驱体，氯化钠为模板，利用一步碳化法制备了煤沥青基片状碳材料（PCSs）。探究了碳化温度对PCSs的结构、化学组成及其储钾性能的影响。羰基的引入促使CTP中多环芳烃分子形成三维聚合物网络，阻止了CTP的熔融和有序重排，羰基氧的脱除调变了碳材料的微观结构。当碳化温度为800℃时，制得的PCS800具有扩大的碳层间距、丰富的缺陷和微孔结构。电化学测试结果表明，PCS800具有高的储钾容量(在0.05 A·g-1时容量为310.3 mAh·g-1)、好的倍率性能(在2 A·g-1时容量为132.8 mAh·g-1)和优异的循环稳定性(在2 A·g-1时1000次循环后容量保持率达90.2%，单个循环的容量损失仅为0.0098%)。这一工作为从煤化工副产物制备高性能钾离子电池用负极材料提供了一种可行的方法。
文章目录
引 言
1 实验材料和方法
1.1 材料
1.2 羰基化煤沥青（DCTP）的制备
1.3煤沥青基片状碳材料（PCSs）的制备
1.4 材料表征
1.5 电化学性能测试
2 实验结果与讨论
3 结 论
