碳电极材料的大表面积，高电导率和丰富的活性位点是储能装置所必需的特性。但是，碳电极材料的高导电性和高氮掺杂难以协调。

有鉴于此，中国科学院上海硅酸盐所的黄富强等人，开发了一种通过碳化含氮席夫基聚合物的简便方法来制备高电导率和高氮掺杂的分级多孔碳。

本文要点

1）通过将苯二胺和对苯二甲醛在乙醇中水热，得到了一种苯环/C=N双键交替链接的共轭席夫碱型高分子，通过后续不同温度的碳化以及氨气活化之后，得到的氮掺杂多级孔碳材料。

2）聚合物中具有苯环结构的有机组分可促进形成更多的sp²石墨化碳，这对提高电导率很有帮助。在NH₃气氛下于900°C煅烧的氮掺杂分级多孔碳具有7.48％的高氮含量，1613.2 m²/g的大比表面积和2.7 S/cm的高电导率。

3）作为水基超级电容器中的电极材料，氮掺杂的分级多孔碳在1 A/g的条件下显示出385 F/g的优异比电容，以及出色的倍率性能（在电流密度为100 A/g和200 A/g时分别为242 F/g和215 F/g）。此外，在双电极系统中测得的电极比电容在1 A/g时为335 F/g，在10 000次循环后，初始电容可达到94%以上的长期循环稳定性。构造的对称超级电容器可提供高能量密度和高功率密度。

总之，出色的电化学性能与新颖且可扩展的合成方法相结合，使之在电化学装置用分层多孔碳电位电极材料方面具有巨大的应用潜力。

参考文献：

Peng Wang et al. Nitrogen‐doped hierarchical few‐layered porous carbon for efficient electrochemical energy storage. Carbon Energy, 2020.

DOI: 10.1002/cey2.78

https://doi.org/10.1002/cey2.78