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申请/专利权人：佛山仙湖实验室

摘要：本发明属于碳材料技术领域，公开了一种连通管状氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。本发明提供的连通管状氮掺杂碳材料具有三维网络结构，其内部具有多个管状结构，管状结构之间相互连通，管状结构的端部具有开口并与外界相互连通，其比表面积为1000‑1300m2·g‑1，在1A·g‑1的恒电流充放电、‑1～0Vvs.HgOHg条件下，放电比电容可达到302.1F·g‑1，具备良好的电容性能；本发明提供的自支撑柔性膜电极，具有面积较大，无需金属集流体支撑，断裂强度可达2.77MPa，断裂伸长率可达3.89％的优点；将本发明自支撑柔性膜电极组装成的离子液体双电层超级电容器具有良好的工作电压与能量密度。

主权项：1.一种自支撑柔性膜电极，其特征在于，由连通管状氮掺杂碳材料和助剂组成，无需金属集流体支撑；所述助剂包括导电剂、成膜剂和溶剂；所述导电剂包括乙炔黑或科琴黑，所述成膜剂包括聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚四氟乙烯中的一种，所述溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的一种；所述连通管状氮掺杂碳材料和所述导电剂的质量之和占所述连通管状氮掺杂碳材料、所述导电剂和所述成膜剂的质量之和的20％～40％；所述连通管状氮掺杂碳材料具有三维网络结构，所述连通管状氮掺杂碳材料的内部具有多个管状结构，所述管状结构之间相互连通，所述管状结构的端部具有开口并与外界相互连通；所述连通管状氮掺杂碳材料通过包括以下步骤的制备方法制备：取具有三维网络结构的钛酸盐纳米棒作为模板；将钛酸盐纳米棒和造孔剂、聚合物单体、引发剂、交联剂和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚合物前驱体；将所述聚合物前驱体进行煅烧，去除模板，得到所述连通管状氮掺杂碳材料；所述造孔剂包括硝酸钾、硝酸钠或氯化铵中的一种，所述聚合物单体包括1-乙烯基咪唑、乙烯基吡咯烷酮或乙烯基吡啶中的一种，所述引发剂包括4,4′-偶氮二氰基戊酸、过硫酸钾或偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种，所述交联剂包括N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯或二异氰酸酯中的一种，所述溶剂包括水、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的一种；所述模板、所述造孔剂和所述聚合物单体的质量比为0.75:1.25:2.6。

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