碳基超级电容器，也称为双电层电容器（EDLC），具有其来源丰富，重量轻，快速的充电/放电动力学和长的循环寿命等优点。然而，基于碳的EDLC仍具有一些缺点，例如比容量低和能量密度低，这阻碍了它们的进一步实际应用。已证明将杂原子（N，O，P和S）掺入碳基质中是改善比电容的最简单，最有效的方法。但是，由于其位置，种类和含量的不可控，以及超微孔结构过多，因此不利于探索杂原子对电容特性的影响。基于共价三嗪的骨架（CTF）是一类具有极大比表面积，强大的化学和热稳定性以及出色的导电性的多孔聚合物。因此，可以通过使用含杂原子的结构单元将杂原子可控地引入CTF，并且选择不同大小的分子来调节CTF的拓扑结构。因此非常需要通过模型化系统来详细分析杂原子对碳基EDLC电化学性能的影响以及通过设计合理的单体结构可以预测和控制该杂化原子。
有鉴于此，大连理工大学蹇锡高院士报道了选择含氮和氧杂原子的单体，4,4'-（1,3,5,7-四氧-5,7-二氢吡咯[3,4-f]异吲哚-2,6（1H，3H）-二苯并腈（TIDN），作为构建块，通过离子热法合成一系列含N，O的微孔/介孔共价三嗪基框架（p-TIDN）。制备的p-TIDN具有氧和氮杂原子的均匀分布和微/中孔结构（所有样品在1-4nm之间都有孔分布峰），然后用作超级电容器的电极材料。结合XPS、BET和恒流充放电等电化学测试，详细分析了N，O杂原子对电化学性能的影响。
文章要点：
1）对于超级电容器，p-TIDN在1M H2SO4中循环试验80000次后，初始容量保持率为123%，在TEABF4/AN中充放电循环20000次后，电容衰减率仅为10%，具有良好的长期稳定性。因此p-TIDN有望用于成为高性能能量存储装置。
2）由于N和O 杂原子的均匀分布和可设计的孔结构（所有样品的孔分布峰都在1-4nm之间，大于溶剂化离子尺寸的两倍），制备的p-TIDN可以作为一个模型系统，以详细分析杂原子效应和电化学性能之间的关系。结果表明，吡咯氮、吡啶氮和醌氧是提高储能赝电容的必要物质。
Fangyuan Hu, et al, Constructing N, O-Containing micro/mesoporous covalent triazine-based frameworks toward a detailed analysis of the combined effect of N, O heteroatoms on electrochemical performance,
Nano Energy, 2020,
DOI：10.1016/j.nanoen.2020.104789.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520303463
