二次活化活性炭及其在硫酸电解液中的电化学性能

采用二次活化的方法,通过改变活化剂种类、活化剂浓度、活化温度等参数,用商用活性炭制备高比容量活性炭。循环伏安、恒流充放电测试的结果表明,活化剂为65％的H3PO4,活化温度为800℃时,改性活性炭（AC—M）的比电容达到了331F／g。对AC—M进行SEM表征,图像显示活性炭大中孔比例增加。电化学测试表明,In2O3与Bi2O3混合使用抑制析氢效果较好。将AC—M应用于铅炭电池,结果表明,采用AC—M的铅炭电池高倍率部分荷电循环寿命为普通铅蓄电池的3～4倍。     

复合型活化制备超级活性炭的放大实验研究

采用复合型活化法，经过49小时活化可以使活性炭的比表面积达到2800m^2／g左右。与同样条件下二氧化碳活化相比，活化时间大大缩短。放大实验的活化速度明显低于小试实验的，颗粒粒径变大和气固接触作用不充分是造成活化速度降低的主要原因。通过增加挡板、提高转速、预热活化剂等改进措施可以进一步强化气固接触，提高反应速度。     

水溶性酚醛树脂制备超级电容器用活性炭

以苯酚和甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,采用两步碱催化合成工艺,制备了水溶性酚醛树脂前驱体。使前驱体在高温下炭化,制备出以介孔为主的活性炭。将活性炭在2.5 mol•L^-1 HNO₃溶液中进行活化后得到产品。所得产品的物理性质用红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）和比表面（BET）测试进行表征。结果显示活化后活性炭比表面积略有下降,平均孔径变宽,但因活化增加了活性炭含氧官能团的含量,使得活性炭表面有效比表面积增加。电化学测试结果表明活化后的活性炭电极比容量增加,达到250 F•g^-1。     

氯化锌活化生物质炭制备活性炭及其表征

以生物质炭为原料,采用氯化锌活化制备高比表面积微孔生物质活性炭,研究了浸渍比、活化剂浓度、活化温度与活化时间等条件对生物质活性炭吸附性能的影响,利用氮气吸附脱附、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等技术对生物质活性炭表面微观结构、形貌特征及化学结构进行了分析。结果表明,制备生物质活性炭的适宜工艺条件为：浸渍比为3,活化剂质量分数为40%,活化温度为600℃,活化时间为90min。在该条件下制备的生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附值为213mg/g,超过国家水处理用活性炭一级品标准。经测试生物质活性炭的BET比表面积高达631.2m2/g,平均孔径2.23nm,总孔容为0.352cm3/g;孔隙结构发达,孔径分布狭窄,孔形状为排列整齐的蜂窝状结构,含有大量的微孔,84.4%的孔集中在2nm以内;表面存在醇羟基、羰基、醚、酚等含氧官能团。     

化学-物理混合活化法对超级电容器用活性炭的改性研究

以活性炭粉末为原料,采用氢氧化钾-水蒸气混合处理法制备超级电容器用活性炭电极材料。通过N2吸附法对材料的比表面和孔结构进行研究,发现活性炭的孔结构和孔径分布得以改善。通过循环伏安和交流阻抗等方法研究活性炭电极的电化学性能,结果表明,超级电容器电化学窗口可以达到4．47,充放电为97．3％,单电极比容量为245．3F／g。通过此方法处理后的活性炭更适宜用作超级电容器的电极材料。     

用褐煤活化一步法制备活性炭的研究

介绍了以褐煤为原料,磷酸为活化剂,硫酸为添加剂,采用炭活化一步法制备活性炭的实验,讨论了浸渍温度、炭活化温度、炭活化时间、磷酸的浓度、磷酸溶液与褐煤的液固比、硫酸的用量等主要因素对活性炭性能的影响。结果表明,适宜的工艺条件为:浸渍温度为80℃,炭活化温度为400℃,炭活化时间为60min,磷酸质量分数为40%,磷酸溶液与褐煤的液固比为5:1,硫酸的用量为褐煤质量6%。在该适宜的工艺条件下制备的活性炭,强度为88.2%,比表面积为1 158.6 m2/g,吸碘值为946.5 mg/g,吸亚甲基蓝值为203.4mg/g。     

磷酸活化褐煤制备活性炭动力学

研究了磷酸一步炭活化云南先锋褐煤的炭活化动力学 .结果表明 ,用活化剂磷酸和助剂浸渍褐煤后 ,可加速炭活化进程 ,使褐煤中氢和氧主要以水和低分子量的醇醛形式脱除 ,炭活化反应速度对活化过程的相对挥发分为一级 ,并且用磷酸浸渍褐煤可提高炭活化速度常数 60 % .     

超级铅酸电池负极炭材料的改性技术研究

由于炭材料电极存在与铅负极的工作区间不匹配,且在充电末期严重析氢等问题,制约了超级铅酸电池的发展。为了解决这些问题,进行了负极炭材料的改性技术研究。试验结果表明,通过化学沉积法向炭材料中掺杂PbSO4,可以明显增大炭电极的电容特性,有效抑制炭负极析氢,为超级铅酸电池的研究奠定了基础。     

宝钢沥青焦制备超级活性炭的研究

宝钢沥青焦具有灰分低、碳含量较高的特点,以宝钢沥青焦为原料,采用KOH活化法制备超级活性炭,并对其吸附性能进行测定。结果表明,该活性炭吸附性能优异,当活性炭碱碳比为4∶1和5∶1,活化温度为800℃时,碘、亚甲蓝、苯吸附值分别达到2 340mg/g～2 480mg/g、445mg/g～455mg/g、1 430mg/g～1 440mg/g,BET比表面积可达2 890m2/g～3 150m2/g,主要性能指标达到日本Marxsorb活性炭水平。试验表明,在制备超级活性炭的过程中,碱碳比是重要的影响因素,其次是温度。     

牛粪生物炭的活化及其吸附铅的研究

以Na OH活化牛粪生物炭,分析了活化对牛粪生物炭理化性质的影响,并以生物炭吸附溶液中Pb2+(以0.01 mol/L为背景电解质)。结果表明活化处理能提高生物炭对Pb2+的吸附效果,吸附容量达到192.2 mg/g,相比未活化牛粪生物炭(50.4 mg/g)提高了约4倍。     

磷酸活化废弃稻壳制备活性炭的研究

采用H3 PO4为活化剂、稻壳为原料,通过微波和马弗炉两种方法制备活性炭。详细考察了浸渍时间、料液比、活化剂浓度、微波功率或活化温度、以及活化时间的影响。结果显示,在磷酸浓度35％、料液质量比1：4、浸渍时间3 h的条件下,采用400 W微波功率辐射8 min,制备的活性炭亚甲基蓝吸附值达到232 mg/g,若采用马弗炉600℃焙烧10 min,活性炭的亚甲基蓝吸附值达到226 mg/g。     

磷酸中添加剂对核桃壳活性炭性能的影响

采用磷酸活化法制备核桃壳颗粒活性炭,研究了在磷酸浸渍液中加入不同种类和含量添加剂对活性炭性能的影响。以亚甲基蓝和碘吸附值表征活性炭的吸附性能,并对活性炭的孔结构参数、机械强度和微晶结构进行了测试分析。结果表明：在磷酸中分别添加柠檬酸、柠檬酸钠、硼酸和糖精浸渍处理核桃壳原料,所得活性炭的亚甲基蓝吸附值都得到提高,而碘吸附值降低,说明添加剂促使活性炭中的微孔扩大为中孔。其中,添加0.5%的柠檬酸钠得到最佳的亚甲基蓝和碘吸附值,分别达到236.5和744.1 mg/g。此外,磷酸中添加1%硼酸后得到的活性炭结构中含坚固的炭微晶,起到了增强孔结构的作用,机械强度为85.8%;而添加1%糖精得到的活性炭中的炭微晶几乎全部发生了石墨化转变,生成质软的石墨,使强度下降,机械强度仅为80.1%;添加0.5%柠檬酸钠的活性炭由于发达的孔隙结构且没有炭微晶的加固而强度较低(82.5%)。     

酚醛基活性碳纤维

酚醛树脂属于难石墨化碳,适宜制造活性碳纤维(ACF),其特点是碳化活化收率高,制品强度高,比表面积大,孔径分布属于单峰形,吸附容量大;细孔入口形状属于狭缝形,吸脱速度快;制品柔软,深加工性好,它除用于治理环境污染外,还可用于制作防化防毒服和制造超级电容器等。     

磷酸浸渍法制备生物质活性炭吸附氨气

本文研究了磷酸浸渍棕榈壳制备的活性炭用于吸附NH_3。考察了活化温度、H_3PO_4浓度和浸渍时间对活性炭比表面积的影响。本活性炭的氨吸附量不仅仅取决于吸附剂的比表面积,不同于蒸汽法制备的活性炭。在宽温环境下的吸附和解吸实验证明同时发生了物理吸附和化学吸附。化学吸附所导致的氨吸附量与吸附剂表面的氧含量密切相关,化学吸附是由于氨和活性炭表面的一些含氧官能团通过氢键作用而产生的。在此基础上,探讨了磷酸浸渍和化学吸附过程的机理。     

磷酸法木质活性炭的研究现状

对磷酸法木质活性炭的研究状况进行了综述,说明了磷酸浓度和加热条件对活性炭孔隙分布的影响,不同原料制备活性炭适宜的工艺条件。阐述了磷酸法活化的机理,指出了磷酸法灰分形成机理研究的重要性。     

超级电容器用活性炭的脱钾工艺研究

对超级电容器用活性炭中钾离子的脱除工艺方法进行了研究。实验中,通过氧化处理、加热反应和超声洗涤等处理过程,将活性炭中的钾离子含量从3000×10-6脱除到50×10-6以下。处理后的活性炭具有高纯度、低钾含量、低灰分等优点;使用时,不会发生电碱金属还原析出所引起的短路故障,保证了电容器自身放电的最低度,延长了储电产品寿命。     

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1,其中微孔比表面积增幅22％,中孔比表面积增幅35％,孔容积也有20%～30％的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.     

磷酸法制竹屑活性炭的生产性实验

以竹屑代替木屑为原料,利用现有连续内热式活化炉及配套设备,用磷酸法生产竹屑活性炭,其热能消耗、每吨活性炭磷酸消耗、磷酸循环使用等基本与木屑炭相当,但对乳酸等实物溶液的脱色效果优于以木屑为原料的市售活性炭。     

Disordered carbon negative electrode for electrochemical capacitors and high-rate batteries

In order to understand the properties of high-rate capability and cycleability for a disordered carbon negative electrode in LiPF₆/PC based electrolyte solution, the cell performance tests with various rates and depth of discharges (DODs) has been studied by spectroscopic and electrochemical analyses. From the charge-discharge measurements, a surface carbon-edge redox reaction occurring between a carbonyl (C_edgeO) and a lithium alkoxide (C_edge-OLi) that delivers a large capacity was found fast and high cycleability at only shallow DOD (2.0-0.4 V). The limited or shallow charge-discharge cycling utilizing such facile and reversible action of the C_edgeO/C_edge-OLi of the disordered carbon is suited to an application for an negative electrode of asymmetric hybrid capacitors. A deep DOD discharge (2.0-0.0 V) revealed the existence of some complex processes involving a lithium cluster deposition at pores or microvoids as well as a lithium ion intercalation at graphene layers. The cluster deposition at pores was found to be relatively fast and reproducible. The lithium ion intercalation at graphenes and the subsequent cluster deposition at microvoids were found to be slow and degrade the cycleability after 100 cycles because of the accumulation of a thick and low-ion-conductive solid electrolyte interface (SEI) film on surface.