编号：FTJS08093
篇名：介孔氮化铌粉体的制备及电化学性能
作者：崔帅 呼世磊 吕东风 崔燚 魏颖娜 魏恒勇 卜景龙 陈越军
关键词： NB4N5粉体 介孔 电化学 还原氮化
机构： 华北理工大学材料科学与工程学院 河北省无机非金属材料重点实验室
摘要： 以五氯化铌(NbCl 5)为铌源,P123为模板剂,氰胺为结构稳定剂,采用溶剂热法制备Nb 2O 5前驱体粉体,然后将Nb 2O 5粉体在800℃氨气中进行还原氮化反应制备介孔氮化铌粉体。采用XRD、XPS、SEM、BET和TEM表征了介孔粉体的物相、形貌及孔结构。结果表明,粉体为立方Nb 4N 5相,呈近似球形颗粒状。从XPS分析中可以看出,粉体中主要含有Nb、N和O三种元素,并且在Nb元素的窄谱中,结合能为204.6 eV、207.2 eV和209.8 eV对应的结合键分别为Nb^3+-N、Nb^5+-N和Nb^5+-O,这表明氮化铌粉体中有Nb^3+和Nb^5+两种价态,且Nb^5+峰强高于Nb^3+,说明铌多以Nb^5+形式存在。粉体比表面积为39 m 2·g^-1,孔径为3~5 nm的孔结构比例较高,同时在8~15 nm范围也存在较多的孔道结构。采用CV、GCD及EIS等测试其电化学性能,结果表明,CV曲线中并没有出现明显的氧化还原峰,主要表现为双电层特征,其储能主要受电极材料表面电荷传递过程控制。样品在电流密度为10 mA·g^-1时的比电容为90 F·g^-1,样品的内在阻抗为0.82Ω,电荷转移阻抗为0.22Ω,当功率密度为480 W·kg^-1时,能量密度为7.2 Wh·kg^-1。
