超盐环境下含氮碳气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用

多孔碳材料因其优异的导电性和稳定性,以及成本低廉等优点而成为当今的研究热点之一。以苯酚、甲醛和三聚氰胺为原料,利用高浓度氯化锌来提供超盐环境,经溶剂热反应后,在氮气中800℃下热解制得了含氮碳气凝胶(NCA)。扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和氮气吸附等表征结果表明,该含氮碳气凝胶具有分级多孔蜂窝状结构,其比表面积高达729.6 m2/g。采用三电极测试体系测试了含氮碳气凝胶的电化学性能,结果表明,在三电极体系中,以0.5 mol/L H₂SO₄作为电解液,含氮碳气凝胶在电流密度为1 A/g时比电容达到350.7 F/g;在电流密度为20 A/g时,经过10000次充放电后,含氮碳气凝胶的电容保持率仍高达97.8%。在双电极体系中,含氮碳气凝胶在800 W/kg的功率密度下,能量密度可达26.8 (W·h)/kg。上述结果表明,该含氮碳气凝胶是一种非常理想的超级电容器电极材料。     

碳气凝胶复合材料在超级电容器中应用的研究进展

从碳气凝胶的发展、制备和干燥工艺,以及掺杂碳气凝胶的改性方面叙述了碳气凝胶在超级电容器材料中的研究进展,并展望了碳气凝胶未来的发展方向。     

分级多孔碳的制备及其在超级电容器中的应用

超级电容器因其高功率密度、超高速充放电、高稳定性等突出特点在电化学储能装置中引起人们极大关注.在当前开发的电极材料中,碳材料因其良好的导电性、孔隙率及形貌可调等特点备受青睐.传统的单一微孔碳材料具有较大的比表面积,但存在利用率低、孔道堵塞、电阻较大等问题.针对上述问题,研究人员对分级结构多孔碳材料开展了广泛的研究.本工...     

生物质碳基材料的制备及其在超级电容器中的应用

近年来,生物质碳基材料凭借其本身优异的化学性能引起研究者的青睐,本文主要介绍了超级电容器的构造及工作原理;综述了影响碳基超级电容器比容量大小的因素,并讨论了生物质在超级电容器中的应用及其应用前景。     

MnO_2微球/石墨烯气凝胶复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

采用改进的Hummers法制备氧化石墨,将制备好的MnO_2微球均匀分散在氧化石墨烯分散液中,水热反应自组装制备MnO_2微球/石墨烯气凝胶复合材料(MnO_2/GA),对其物相、形貌、比表面积进行表征,并测试了其电化学性能。结果表明,MnO_2微球嵌入包覆在了石墨烯片层中,电流密度0.5 A·g~(-1)下,MnO_2/GA的比电容为175.5 F·g~(-1)高于MnO_2的比电容(78.4 F·g~(-1)),且经过1 000次循环,MnO_2/GA具有更稳定的循环性能。     

介孔碳的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展

介绍了介孔碳制备方法;总结了介孔碳材料在超级电容器电极材料应用研究中的进展;展望了介孔碳材料在合成方法及介孔碳材料在超级电容器中应用的发展趋势.     

碳气凝胶及其在污水处理中的应用

碳气凝胶是由碳纳米材料形成的三维多孔网络结构材料,具有比表面积大、孔隙率高、化学性质稳定和结构可调等优点,被广泛用于水污染处理中,用于去除油、有机溶剂、染料、重金属离子等。综述了碳气凝胶及其复合材料的研究进展,讨论了有机碳气凝胶、生物质基碳气凝胶、石墨烯基碳气凝胶三类碳气凝胶材料的组成、制备和吸附性能,总结了碳气凝胶在水处理中的应用并简要分析了碳气凝胶材料当前面临的挑战以及未来的发展前景。     

梧桐絮制备多孔纤维碳材料及其在超级电容器中的应用

以法国梧桐絮为原料、KOH为活化剂,通过碳化制备多孔纤维碳材料,并在此基础上组装了超级电容器器件。通过SEM、EDS、XRD、Raman、FTIR、BET等对制备的多孔纤维碳材料进行表征,并研究了多孔纤维碳材料电极的电化学性能。结果表明:在扫描速率为50 mV·s~(-1)时,800℃下碳化制备的梧桐絮多孔纤维碳材料电极的比电容可以达到236 F·g~(-1);所组装电极在循环10 000次后,比电容仍维持原来的99.8%,表明梧桐絮多孔纤维碳材料在超级电容器领域有巨大的应用潜力。     

碳气凝胶电极在双电层电容器中的研究进展

通过与无机气凝胶对比,引入碳气凝胶的导电特性。简述了双电层电容器的基本工作原理,综述了碳气凝胶在双电层电容器电极材料方面的研究进展。总结了碳气凝胶电极制备过程中关键因素,并提出了一些研究展望。     

多孔碳球的制备及在超级电容器中的应用研究进展

多孔碳球具有高比表面积、高电导率、强耐腐蚀性、热稳定性、可调控的多孔结构而具有优异的电化学性能,其制备方法有水热法、模板法、化学气相沉积法、气溶胶法等。在介绍多孔碳球的制备方法和特点的基础之上,综述了多孔碳球作为电极材料在超级电容器中的应用研究进展。     

NiCo-LDH与醋糟衍生碳复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

以废弃醋糟为碳源，通过氢氧化钾活化制备多孔性、高比表面积的醋糟衍生碳，再采用水热法制备出双金属氢氧化物/醋糟衍生碳(NiCo-LDH/C)复合电极材料。利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、XRD以及场发射扫描电镜(SEM)等测试方法表征复合材料的形貌和性能。结果表明，在10 A/g的电流密度下该材料的比电容可达915 F/g; 1 000次充放电后电容量仍保持82.5%。NiCo-LDH/C复合材料在能量存储领域具有巨大应用潜力。     

石墨烯基复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

石墨烯作为一种具有独特二维结构的新型无机纳米材料,因其优异的力学、热学、电学和光学性能,使其成为应用在电化学领域的理想材料。详细综述了石墨烯基复合材料的各种制备方法,并对其在超级电容器中的应用现状进行了系统总结。     

煤基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

以新疆煤为原料,采用水蒸气活化一步法制备出多孔炭材料,考察了活化时间和原料粒度对活化过程的影响,对比了活化前脱灰和活化后脱灰的优劣.结果表明,活化时间以120min为宜,原料粒度在150μm~180μm时较优,活化后比表面积高达1 300m~2/g,收率为30%.样品脱灰适宜在活化后进行.将所制备的多孔炭材料应用于超级电容器,考察了其电容性能.结果表明,在6mol/L KOH电解液中,三电极体系材料电容值可达149F/g.两电极超级电容器具有良好的长循环稳定性,30 000次循环后容量几乎无衰减.     

核桃壳基活性炭的制备及其在超级电容器中的应用

以核桃壳为原料,在不同活化时间下用水蒸气活化法制备了3种具有不同比表面积的活性炭。利用SEM、FT-IR、XRD和康塔吸附仪探究活化时间对材料的表面形貌、物相结构和孔径分布的影响。并通过恒电流充放电法、循环伏安法等测试其电化学性能。3个样品均表现出优异的大倍率性能(最大电流密度为20. 0 A/g)。结果表明,随着活化时间增加,样品的比表面积增大,比电容增大,但稳定性下降。活化时间为120 min时活性炭样品比表面积为1 644 m²/g,孔径分布合理;在有机电解液体系中最大比电容为83. 8 F/g,最大能量密度为18. 2 Wh/kg,该样品具有良好的稳定性和可逆性,最适合长期应用。     

生物质衍生碳材料在超级电容器中的应用

能源和环境问题是人类可持续发展的关键问题,超级电容器作为一种新型的储能设备备受关注。碳材料作为超级电容器的电极材料,因具有良好的导电性、较大的比表面积及高稳定性被广泛应用。其中,以生物质作为前驱体制备所得的碳材料具有具有成本较低、来源广泛、形式多样等特点,同时此类材料表面常含有大量杂原子基团,大大提升了其相应的电容性能,因此受到了人们的广泛关注。本文介绍了部分以生物质为前驱体制备碳材料及其电容性能研究的工作。     

硼掺杂石墨烯气凝胶的制备及在超级电容器中电化学性能研究

以氧化石墨烯(GO)为碳源,以硼酸为硼源,利用简单的一步水热合成法制备了稳定高性能的硼掺杂石墨烯气凝胶(BGA)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等技术手段表征了B-GA的表面形貌和化学状态,并且在三电极体系下测试了B-GA的电化学性能。实验结果显示,通过水热法成功地将硼元素掺入石墨烯的晶格内并使其表现出优异的热稳定性。B-GA在1 A/g的电流密度下的比电容高达267.1 F/g,这证实了B-GA作为超级电容器电极材料在储能领域的应用潜力。     

介孔碳/石墨烯复合材料的制备及在超级电容器中的应用

以棕榈树须作为天然碳源和模板,利用化学气相沉积法制备出介孔碳/石墨烯复合材料,研究了复合材料的超级电容器性能。通过扫描电子显微镜、Raman光谱、比表面及孔径分析等对材料的形貌、结构、比表面积和孔径分布进行表征。采用循环伏安和恒电流充放电方法研究了超级电容器在1 mol/L H_2SO_4电解质溶液中的电化学性能。在三电极体系和1 A/g条件下,材料电容达到144 F/g。在二电极体系下,材料电容达到138 F/g,比三电极略有降低。同时,倍率性能优异,20 A/g条件下电容为78 F/g,与三电极体系接近。     

间苯二酚—甲醛基碳气凝胶的制备及其应用

超级电容器是新型储能器件之一,电极材料是影响其性能的关键因素。以间苯二酚和甲醛为主要原料,采用反相悬浮聚合的方法,通过常压干燥和碳活化过程获得高比表面积的碳气凝胶材料。制备的碳气凝胶材料比表面积达到1 783.6 m2/g,具有丰富的微孔结构,其比电容达到122.4 F/g,作为3 000 F超级电容器的电极材料,经过循环充放电测试,证实其具有良好的循环稳定性。以常压干燥方式制备的碳气凝胶应用于超级电容器中,表现出的电化学性能优异,不仅提供了碳气凝胶产业化新思路,也表明碳气凝胶在储能领域具有非常广阔的应用前景。     

石墨烯复合导电浆料的制备及其在超级电容器中的应用

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为分散剂,通过机械混合的方法制备了分散均匀稳定的石墨烯/炭黑复合导电浆料(GJ/SP).相比于炭黑导电浆料(SP)和石墨烯导电浆料(GJ),GJ/SP复合导电浆料作为导电剂应用到超级电容器电极中表现出较优的电化学性能.在1A/g充放电电流密度下比容量达到220.7 F/g,在20 A/g高...     

法国梧桐枯叶基活性炭的制备及其在超级电容器中的应用

以生物质法国梧桐枯叶为原料,将炭化的枯叶通过KOH化学活化处理,制备法国梧桐枯叶基活性炭(PLAC)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氮气吸脱附对法国梧桐基枯叶活性炭的形貌、成分、比表面积、孔径分布等进行表征;运用三电极电化学体系,通过循环伏安,恒流充放电,循环稳定性测试,电化学阻抗谱分析法国梧桐枯叶基活性炭的超级电容器电极性能。结果显示,在800℃下碳化,通过KOH活化处理的法国梧桐基活性炭制备的电极,在1 A·g~(-1)电流密度下,比电容达到266 F·g~(-1)。电极在5 A·g~(-1)的电流密度下循环2000次后,比容量仍保留97.0%,展示出良好的电极性能。