不同前驱体制备活性炭电化学性能对比研究

分别以煤沥青和椰壳炭为前驱体,采用KOH活化工艺制备了活性炭AC_P和AC_(YP),并对其比表面积、孔结构及形貌进行表征。结果表明:活性炭ACP和AC_(YP)比表面积分别为3 104.15 m~2/g和2 954.99 m~2/g,孔径分布主要集中于介孔与微孔,孔径尺寸在0.5～2.7 nm之间。电化学性能测试表明,活性炭AC_P比电容(290 F/g)高于AC_(YP)(185 F/g),但活性炭AC_(YP)容量保持率优于活性炭AC_P。     

煤基含硫活性炭的制备及其CO2吸附性能

将无烟煤与褐煤的混合物掺杂KOH一步法共热解,再将产物酸洗制得含硫活性炭。通过分析不同碱炭质量比对活性炭比表面积和微孔孔体积的作用,探究硫含量对活性炭CO_2吸附性能的影响。当混煤掺杂KOH在碱炭质量比为2∶1、活化温度为800℃、活化时间为2 h时,氮气气氛条件下制备煤基活性炭(AC-S1),并对其进行表征和CO_2吸附性能测试。结果表明:AC-S1的BET比表面积达到682.9 m~2/g,以微孔结构为主,孔径主要分布在0.4 nm～1.2 nm,微孔体积为0.24 cm~3/g,硫含量为0.89%(质量分数);红外光谱分析结果表明,煤基活性炭表面存在含硫官能团;扫描电镜结果表明,含硫煤基活性炭表面结构粗糙,存在一定的孔结构;X射线衍射结果表明,煤基活性炭为无定型非晶材料;X射线光电子能谱分析数据得出,煤基活性炭存在碳硫键和噻吩硫;在常压、298 K条件下,AC-S1的CO_2吸附量为3.16 mmol/g,对CO_2/CH_4体系的分离因子达到8.10。     

高比表面积煤基活性炭的制备及其吸附性能的研究

以太西无烟煤为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备高比表面积煤基活性炭,着重考察了碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明：当碱炭比为4、活化温度为800℃、活化时间为1h时,可以制得比表面积达3215m^2／g,碘吸附值达2884mg／g,亚甲蓝吸附值达548mg／g的高比表面积煤基活性炭。     

褐煤与石莼共热解制备活性炭及其吸附性能

将褐煤与石莼的混合物进行低温共热解,再将三相产物中的半焦通过KOH活化制备高性能活性炭材料,并探究活化工艺对活性炭吸附性能的影响。结果表明:褐煤中掺混质量分数为30%的石莼,为共热解最佳掺混比,并可共热解得到半焦。最佳工艺条件为:碱炭质量比3.0∶1、活化时间60min、活化温度800℃,此条件下活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值均达到最大值,分别为1 701.64mg/g和699.61mg/g,吸附性能最优。活性炭的BET比表面积高达1 519.318 3m~2/g,微孔比表面积为1 240.491 3m~2/g,微孔结构发达,微孔孔径主要集中在0.4nm～1.2nm。FTIR检测结果表明,活性炭的表面官能团减少,—OH含量较高。SEM分析结果表明,活性炭表面十分粗糙,存在大量孔结构。     

盐酸改性椰壳活性炭的制备及表征

本文以椰壳活性炭为原料,制备了盐酸改性活性炭,考察了不同条件制备的改性活性炭对吸附苯酚性能的影响,并采用SEM和IR对改性前后椰壳活性炭形貌及表面官能团进行了表征。研究结果表明:当改性剂盐酸浓度为4mol/L时,改性椰壳活性炭对苯酚的吸附率可达93.82%,其比表面积为1117.035906m~2.g,较改性前显著增大;改性后的椰壳活性炭表面粗糙,具有发达的孔隙结构,增加了表面官能团的数量,提高了活性炭的吸附苯酚的性能。     

七台河无烟煤与鸡西褐煤配煤制备煤基活性炭的研究

本研究以七台河无烟煤、鸡西褐煤配合为原料,以KOH为活化剂用化学活化法在氮气保护下制备煤基活性炭,通过正交实验法确定配煤制备煤基活性炭最佳工艺。结果表明:无烟煤/褐煤=1:1,碱炭比为1:2,活化时间为2h,活化温度为800℃条件下,煤基活性炭的碘吸附值达到1209mg/g,比表面积为909.748m~2/g。采用XRD和SEM对煤基活性炭形貌进行了表征,发现表面粗糙,出现了层状和片状结构,形成了较多的孔隙,微孔比较发达。     

活化工艺对石油焦基活性炭孔结构和电化学性能的影响

以石油焦为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制备超级电容器用活性炭材料。考察了活化温度、碱炭比及升温速率对活性炭比表面积、孔结构参数及电化学性能的影响。研究表明:原料种类及活化工艺对活性炭比表面积、孔结构和电化学性能影响显著,在碱炭比为3.5:1、活化温度为850℃、升温速率为2℃/min和保温时间为2h的优化条件下制备的活性炭,其比表面积为2824 m~2/g,中孔率为20.27%,1 mA/cm~2的放电电流密度下的有机电解液体系里比电容达169 F/g,随着充放电电流的增大,容量基本没有衰减,具有较好的功率特性。     

油茶壳微孔活性炭的制备及表征

以油茶壳为原料，经炭化、KOH活化，制备微孔活性炭。考查了活化温度、活化时间和碱炭比对微孔活性炭碘吸附值和产率的影响，并采用正交试验优化了制备条件。研究结果表明：活化温度800℃、活化时间180 min、碱炭质量比3.5：1时，活性炭的碘吸附值达3 221 mg/g，产率51.2%。采用比表面积孔隙分析仪测定了氮气吸附/脱附等温线，计算得BET比表面积为1 755.72 m²/g，平均孔径为2.15 nm，总孔容为0.328 cm³/g，微孔孔容占总孔容的55.8%；SEM分析可见活性炭表面具有大量孔隙结构；FT-IR分析表明活化促进了—CH₃、—OH热解，活性炭中仍保存含氧官能团。     

微波并用加热制备高品质活性炭及其特性

以回收聚酯（PET）为原料,通过微波的内部和外部的混合加热,结合氢氧化钾（KOH）活化法制备高纯度、高比表面积活性炭,介绍了制备方法和炭化、活化工艺条件。采用这种方法可制得比表面积在3200m^2／g以上、最频孔径在1～3nm的活性炭。通过电镜等结果,从构造观点阐明了活性炭的比表面积、细孔结构等性质,通过氢气还原处理,可降低活性炭的表面含氧官能团浓度。该活性炭作为有机溶液系（电解液：1MEt4NBF4／PC溶液）双电层电容器的电极材料,具有48F／g以上的比电容量。     

协同活化对煤基活性炭物化性能的调控

以太西无烟煤为原料,KOH/NaOH为活化剂,在碱炭比为4:1,800 C活化1 h的条件下,制备高比表面积活性炭.采用N2吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔结构进行了表征,并考察了KOH/NaOH协同活化对活性炭比表面积及孔结构的影响.随着活化剂组成中KOH比例的增加,活性炭的比表面积、孔容、收率增大,孔径分布变窄,表观密度降低,KOH和NaOH作为活化剂有着不同的活化机理,合理地调节活化剂中两组分的比例,可以起到协同活化的作用,能对活性炭的比表面积、孔结构、收率及表观密度等物化性能进行有效的调控.     

石莼基微/中孔复合结构活性炭的制备及性能

以海洋海藻废弃物石莼为原料,通过热解预炭化,KOH活化制备活性炭。以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为吸附性能评价指标,探究了活化工艺对活性炭吸附性能的影响。结果表明,当KOH与石莼半焦质量比(碱炭比)为3.0∶1.0、活化时间为45 min、活化温度为800℃时,活性炭吸附性能最优,其碘吸附值和亚甲基蓝吸附值最大,分别为1824.19 mg/g、914.98 mg/g。FTIR测试表明,活性炭含有大量羟基等官能团。SEM测试表明,活性炭表面粗糙、存在大量孔结构。活性炭的BET比表面积为2616.3 m2/g,Langmuir比表面积高达4883.5 m2/g,平均孔径为2.73 nm。石莼基活性炭的孔结构为微/中孔复合结构,有作为储能、环保材料的潜质。     

椰壳基超级电容活性炭的制备及其电化学性能研究

以椰壳炭化料为原料,KOH为活化剂,在不同工艺条件下制备了超级电容器用活性炭电极材料。考察了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭孔隙结构及其用作电极材料的比电容的影响。结果表明,在KOH与椰壳炭化料质量比为4:1,活化温度800℃,活化时间60 min的条件下,可制得比表面积2891 m²/g,总孔容积1.488 cm³/g,中孔率73.6%,比电容达235 F/g的优质活性炭电极材料。     

废弃辣椒秸秆高比表面积活性炭的制备及表征

以废弃的辣椒秸秆为原料,KOH为活化剂,制备高比表面积活性炭,研究了碱炭比、活化温度、炭化温度及活化时间对活性炭吸附性能的影响。结果表明,活性炭制备的最佳工艺条件为:碱炭比为3∶1,活化温度为700℃,炭化温度为450℃,活化时间为40 min。在此条件下,制得的活性炭碘吸附值2 356.40 mg/g,亚甲基蓝吸附值41.3 mL/0.1 g,BET比表面积为2 432.135 m2/g,Langmuir比表面积高达3 270.478 m2/g,吸附总孔容为2.064 cm3/g,平均孔径为3.246 nm。SEM和XRD观察发现,辣椒秆活性炭呈不定形态,具有丰富和发达的蜂窝状孔隙结构。     

热解活化法制备高吸附性能椰壳活性炭

以椰壳为原料,采用高温直接热解活化法制备高吸附性能活性炭。研究了活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响。研究结果表明,活化温度为 900 ℃,热解活化时间为 8 h,升温速率为 10 ℃/min,制得碘吸附值为 1 628.54 mg/g,亚甲基蓝吸附值为 375 mg/g 的高吸附性能椰壳活性炭,得率为 9.41 %。氮气吸附实验结果表明,该活性炭比表面积 1 723 m²/g、总孔容积 0.87 cm³/g、微孔容积 0.68 cm³/g、中孔容积0.18 cm³/g、平均孔径 2.03 nm。热解活化制备的椰壳活性炭样品性能优于市售水蒸气法椰壳净水活性炭国家标准。     

环糊精基活性炭的制备及其电化学性能

以环糊精为原料,采取先炭化后活化的方式,制备了具有高比表面积和丰富孔道结构的活性炭材料。本文通过改变KOH与环糊精炭化样品之间的碱炭比,研究了KOH用量对环糊精基活性炭结构及其电化学性能影响。在活化时间、活化温度等因素不变的情况下,活性炭的比表面积、总孔容及比电容随着碱炭比的提高,均呈现先增大后减小的趋势。当碱炭比为3时,活性炭的比表面积为1672m²/g,总孔容为0.75cm³/g,具有最佳的电容性能,在1A/g电流密度下比电容可达165F/g,优于同等条件下的商业炭21KSN（145F/g）,50000次循环后的比电容保持率为98.7%。     

溶胶-凝胶法制备Ba_(0.90)Sr_(0.10)Zr_xTi_(1-x)O_3成分梯度薄膜的介电性能

采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上制备Ba0.90Sr0.10ZrxTi1-xO3(BSZT)(x=0～0.40)组分及其成分梯度薄膜,研究各组分及梯度薄膜的相结构、显微结构及其介电性能。结果表明:随着Zr含量的增加,组分BSZT薄膜的相对介电常数(εr)和介电损耗(tanδ)降低,Curie温度向低温方向移动。与单相薄膜相比,成分梯度薄膜同时具有适中的相对介电常数(150εr300),低的介电损耗(tanδ0.014),高的材料优值(30)及良好的温度稳定性。     

基于酚醛树脂的超高比表面积中孔活性炭的研究

以酚醛树指为原料,氢氧化钾为活化剂,制备酚醛树脂基超高比表面积活性炭。采用正交实验考查了制备工艺中炭化温度,碱炭比,活化温度和活化时间对活性炭吸附性能的影响,确定了超高比表面积活性炭的制备最佳工艺。利用TG—DTA对热解过程中树脂的炭化活化行为进行了探讨;通过N2-BET对活性炭比表面积和孔结构进行了表征,并简单分析了成孔机理。结果表明：炭化温度400℃,碱炭比为5：1,活化温度为750℃,活化时间为100min时,制备的酚醛树脂基活性炭比表面积为3013m^2·g^-1,孔容1．609ml／g,平均孔径2．135nm,亚甲基蓝吸附值为592mg·g^-1。     

煤基制备活性炭及其吸附性能研究

采用化学活化法,以太原无烟煤为原料,采用NaOH热解和活化两步法制备了高比表面积煤基活性炭。研究了NaOH与无烟煤比例对HSSAAC孔结构和吸附性能的影响,采用低温氮吸附法测定其比表面积和孔结构。结果表明,最好条件下制备样品比表面积为820.49m2/g,为高比表面积的煤基活性炭,苯酚吸附测试证实样品表现出优异的苯酚吸附性能,吸附值为298mg/g。通过NaOH化学活化方法,太原无烟煤成为具有良好吸附能力的高比表面积活性炭的良好前体。     

KOH活化法制备废旧棉织物活性炭及表征

以废旧棉织物为原料,KOH为活化剂,利用化学活化法制备活性炭。采用XRD、SEM、元素分析仪、比表面积及孔径分析仪、FTIR等对所制备活性炭的结构与性能进行了分析与表征。结果表明:先炭化废旧棉织物,在m(炭化料)∶m(KOH)=1∶1,浸渍时间16 h,活化温度850℃,活化时间50 min的活化条件下,制备的活性炭比表面积为1 368.67 m~2/g,其中,微孔比表面积占BET比表面积的72.05%,总孔容为0.620 8 cm3/g,微孔孔容占总孔容的71.63%,微孔孔径主要分布在0.84~1.30 nm之间;活性炭呈中空纤维状,具有丰富的孔隙结构;碳质量分数高达90.43%;表面官能团主要为羧基、羰基、羟基等亲水性基团。废旧棉织物可作为制备活性炭的原料,所制活性炭性能优良。     

TiO_2/MgO共掺对99氧化铝瓷结构和微波介电性能的影响

采用无压烧结,在1550℃制备了TiO_2/MgO共掺99氧化铝瓷。研究了不同比例的TiO_2/MgO共掺对99氧化铝瓷的致密化、微观结构和微波介电性能的影响。研究发现:在共掺总量为1wt%的条件下,不同TiO_2/MgO掺杂所得的99氧化铝瓷均为单一刚玉相;TiO_2/MgO比例的提高有利于促进99氧化铝瓷的致密化、晶粒长大、介电常数εr的提高和介电损耗tanδ的降低;当TiO_2/MgO为0.8 wt%/0.2 wt%时,99氧化铝瓷的密度可达3.88 g/cm~3,介电常数εr可达9.90,tanδ约为0.0003。