超级电容器用马尾藻基超级活性炭的制备及其电化学性能

以马尾藻为原料,采用KOH活化法制备用于超级电容器的生物质基超级活性炭。制备的超级活性炭不仅比表面积巨大,孔隙结构丰富,而且以海藻作为前驱体原料明显降低了活性炭的生产成本。采用单因素实验法分析了浸渍比、活化温度和活化时间对马尾藻基活性炭孔隙结构(比表面积、孔容及孔径分布等)的影响,探索了制备马尾藻基超级活性炭的最佳工艺条件,并研究了所制活性炭用于制备超级电容器时的电化学性能。采用N2吸附-解吸附、SEM、XRD,恒电流充放电以及循环伏安法等表征手段考察超级活性炭样品的比表面积,孔结构以及电化学性能。实验结果表明,制备马尾藻基超级活性炭的最佳工艺条件为:浸渍比4∶1,活化时间120min,活化温度800℃。在该实验条件下制得的活性炭比表面积高达2926m2/g,孔容高达1.536cm3/g,且所有活性炭的孔径大小几乎全部分布在4nm以内,孔径分布均匀。制备的超级电容器以6mol/L的KOH为电解液时,其比电容高达358.5F/g,表现出良好的电化学性能。     

ZnCl2活化茄子秸秆制备活性炭及表征

以茄子秸秆为原料、ZnCl2为活化剂制备活性炭。通过正交实验方法确定了制备活性炭的最佳工艺条件,采用低温氮气吸附、BET、Langmuir和BJH理论对其孔结构进行了表征,利用红外光谱分析样品的表面官能团,扫描电镜观察表面形貌。结果表明以茄杆活性炭的最佳工艺条件:浸渍比为2,浸渍时间为8h,活化温度为550℃,活化时间为60min,所得的活性炭的碘吸附值为1270.06mg/g,亚甲基蓝吸附值为17.4mL/g;BET和Langmuir比表面积分别为1649.615和1851.649m2/g,吸附总孔容为0.488cm3/g,吸附平均孔径为2.241nm。     

农作物废弃物活性炭的制备及吸附性能研究

以毛豆秸秆、茄子秸秆为原料,KOH为活化剂制备活性炭。采用正交实验对活性炭的制备工艺进行了优化,并研究了该活性炭对正己烷蒸气的吸附、解吸特性。实验结果表明:毛豆秸秆活性炭吸附性能优于茄子秸秆活性炭;毛豆秸秆活性炭最佳制备条件为炭化温度450℃、碱炭质量比为1、活化时间90min、活化温度750℃,此条件下对正己烷蒸气的吸附率为60.44%;茄子秸秆活性炭的最佳制备条件为炭化温度450℃、碱炭质量比为5、活化时间60min、活化温度650℃,此条件下对正己烷蒸气的吸附率为55.60%;二者的吸附率均达到较高水平;随实验次数增加,2种活性炭对正己烷的解吸率升高,而吸附率降低。     

超高比表面积活性炭的制备与表征

以无患子残渣为原料,KOH与K2CO3作为活化剂,采用微波炭化和活化两步法制备超高比表面积活性炭,通过正交实验优化活性炭的制备工艺,探讨了碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭吸附亚甲基蓝吸附值的影响。利用N2吸脱附实验、XRD、FT-IR等实验技术,对制备的活性炭结构与性能进行了表征。结果表明,在碱炭质量比为4∶1、活化温度800℃、活化时间30 min的条件下,所制备的活性炭对亚甲基蓝吸附值为595 mg/g,BET比表面积为3 479 m2/g,吸附累积总孔容达1.8262 cm3/g,平均孔径为2.0997 nm。     

竹活性炭的制备及其改性研究

以武夷山竹片为原料,采用磷酸活化、炭化法制备竹活性炭。考察了磷酸浓度、液固比、炭化温度、活化温度及活化时间对竹活性炭比表面积影响。采用L_(16)(4~5)正交试验优化工艺参数。结果表明,最佳工艺条件为炭化温度600℃、活化温度450℃、活化时间2h、磷酸浓度4mol/L、液固质量比为3,可制得的竹活性炭比表面积为521.30m~2/g,对Pb~(2+)吸附量为46.36mg/g。经硝酸和硫酸氧化改性后,竹活性炭表面的羧基和羟基含量增加,改性后对Pb~(2+)吸附量最大为58.593mg/g,为改性前的1.26倍。竹木废弃物制备的活性炭对重金属有良好的吸附性能,为工业上处理废水提供一种新方法,具有较好的社会和经济效益。     

椰壳纤维基高比表面积中孔活性炭的制备

以椰壳纤维为原料,制备高比表面积中孔活性炭.采用正交试验设计实验方案,研究KOH和NaOH复合活化法制备活性炭的实验方案与工艺条件.考察了活化剂配比、炭化温度、活化温度、时间和升温速率对所制活性炭吸附性能的影响.在最佳工艺条件下,所制活性炭的比表面积达到2032m2/g,中孔发达,特别是2nm～4nm的,中孔比例达到28%.活性炭对的碘吸附值为1435mg/g,亚甲基蓝吸附值为495mg/g,产率为49%.     

荞麦壳活性炭的制备及其表征

以荞麦壳为原料,以KOH活化法制备活性炭,研究了炭化时间、炭化温度对活性炭性能的影响。结果表明:在活化条件不变的情况下,炭化时间和炭化温度对活性炭性能具有重要影响,制备活性炭的较优工艺参数为:炭化时间为3h,炭化温度为500℃。同时,制备得到的活性炭比表面积为1436.047m~2/g,碘吸附值为1528.61mg/g。     

KOH活化法高比表面积竹质活性炭的制备与表征

以竹屑为原料,研究了KOH活化法高比表面积活性炭的制备工艺.分别考察了浸渍比、活化温度、活化时间等工艺参数对产品吸附性能的影响,并提出了可能的活化机理.在所研究的实验条件下,最佳的制备工艺是浸渍比1.0,活化温度800℃,活化时间2h.所得到的活性炭产品的比表面积和孔容可达2996m2/g和1.64cm3/g.该产品附加值高,在吸附领域特别是在双电层电容器的电极材料领域有广阔的应用前景.     

兰炭基中孔活性炭的制备及性能表征

以兰炭粉为原料,水蒸汽为活化剂,采用物理活化法制备中孔活性炭。分别讨论了活化温度、活化时间、水蒸汽质量流量对活性炭碘吸附值的影响,并采用正交实验对工艺条件进行了优化。利用全自动物理吸附仪对活性炭的比表面积和孔结构进行表征。结果表明:随着活化温度的升高、活化时间的延长和水蒸汽流量的增大,活性炭的碘吸附值均呈现先升高后下降的变化规律。正交实验结果表明,水蒸汽活化兰炭粉的适宜条件为:活化温度900℃,活化时间60min,水蒸汽流量1.25g/min。此条件下制得的活性炭具有多级孔的特征,而且以中孔为主,其碘吸附值为924.45mg/g,比表面积为818.52m2/g。     

K_2CO_3活化法制备芋叶柄基活性炭的研究

以废弃的芋叶柄为原料,K2CO3为活化剂,制备芋叶柄基活性炭,考察炭化和活化工艺条件对活性炭吸附性能的影响,采用等温氮吸脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)对样品材料进行了测试。结果表明:若以碘吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度200g/L、活化温度850℃、活化时间35min,碘值为1930.4mg/g,BET比表面积为633.215m2/g,孔容为0.194cm3/g,孔径为18.45nm。以亚甲基蓝吸附值作为评价指标,最佳工艺条件为K2CO3浓度175g/L、活化温度875℃、活化时间35min,亚甲基蓝吸附值为298.8mg/g,BET比表面积为604.708m2/g,孔容为0.076cm3/g,孔径为18.533nm。     

水热炭化-KOH活化制备核桃壳活性炭电极材料的研究

以核桃壳为原料,经水热炭化-KOH活化制备活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。采用低温氮气吸附、扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统研究核桃壳活性炭的微观结构及表面化学性质,并利用恒流充放电、循环伏安等探讨其对应电极材料的电化学性能。研究表明,在碱碳比为3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下,核桃壳水热炭经KOH活化可制备出比表面积为1 236m2/g、总孔容为0.804cm3/g、中孔比例为38.3%的活性炭。该核桃壳活性炭用作电极材料在KOH电解液中具有优异的电化学特性,其在50mA/g电流密度下的比电容可达251F/g,5 000mA/g电流密度下的比电容为205F/g,且具有良好的循环稳定性,1 000次循环后比电容保持率达92.4%,是一种比较理想的超级电容器电极材料。核桃壳活性炭优异的电化学性能与其相互贯通的层次孔结构和独特的含氧表面密切相关。     

双电层电容器用煤基活性炭的制备与电化学性能表征

以河南永城无烟煤为原料、KOH为活化剂制备了高比表面积的煤基活性炭,采用低温N_2吸附法对活性炭的比表面积、孔容及孔径分布进行了表征,并对其用作双电层电容器电极材料的电化学性能进行了系统测试.在KOH与煤的质量比为4:1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下制备出的活性炭其比表面积高达3224m~2/g,总孔容达1.76cm~3/g,中孔率为57.95%.该活性炭电极在3mol/L KOH电解液中的比电容高达324F/g,且具有良好的循环性能,当电流密度为40mA/g时,经1000次循环后,比电容保持率超过92%,且其漏电流很小.     

Textural development of sugar beet bagasse activated with ZnCl2

In this study, activated carbons were prepared from sugar beet bagasse, which is side product and waste in sugar plants, by chemical activation with ZnCl2. Influence of activation temperature was investigated on to pore structure. ZnCl2/sugar beet bagasse ratio (impregnation ratio) was selected as 1:1. The impregnated sample was raised to the activation temperature under N(2) (100ml/min) atmosphere with 10 degrees C/min heating rate and hold at this temperature for 1h. The activation temperature was varied over the temperature range of 400-900 degrees C. BET surface area values were determined in the range of 832-1697 m(2)/g. Under the experimental conditions, 500 degrees C was found to be the optimal condition for producing high surface area carbons with ZnCl2 activation. Sugar beet bagasse was suitable for preparation of activated carbon with essentially microporous structure. Activated carbon ash content was found in the range of 1.2-2.7 (%w/w d.b.). Activated carbon samples and raw material were characterized by XRD, FT-IR, DTA and TGA.     

Adsorption characteristics of activated carbon prepared from spent ground coffee

This paper reports results of a research project which attempts to produce low-cost activated carbon from agro-residue wastes. The ground coffee residue which is a by-product of coffee making was collected from coffee shops, prepared, and converted to activated carbon by a chemical activation method. The objective of this work is to investigate the effects of preparation conditions on properties of the activated carbon obtained. The preparation condition is defined by pyrolysis rate, concentration of ZnCl₂, impregnation time, and carbonization temperature. The pyrolysis rate was fixed at 10 °C min^?1 for 4 h with three concentrations of ZnCl₂ (5, 10, and 15 wt%), three durations of impregnation time (8, 12, and 24 h), and three carbonization temperatures (400, 450, and 500 °C). The morphology and specific surface area were, respectively, determined using SEM and BET techniques. It was found in this study that the activated carbon with the best properties was obtained at the preparation condition given by 15 wt% of ZnCl₂, impregnation time of 24 h, and 500 °C carbonization temperature. On average, the activated carbon had a pore diameter of 0.61 nm, specific surface area of 831 m² g^?1, and a total pore volume of 0.44 cm³ g^?1. It was also found that the adsorption isotherm of Cu (II) fitted well with Freundlich isotherm.     

Influence of the experimental conditions on porosity and structure of adsorbents elaborated from Moroccan oil shale of Timahdit by chemical activation

This study records experiments undertaken to determine the suitable conditions for the use of the oil shale of Timahdit, as an adsorbent for water treatment. A simple process was proposed based on chemical activation. The preparation has been carried out by carbonization after impregnation of the precursor with phosphoric acid. The effect of different conditions of preparation on the specific surface area is discussed. These parameters are H3PO4/shale weight ratio, carbonization temperature, carbonization time and concentration of H3PO4. The properties and surface structure of the adsorbent were investigated by XPS and FT-IR. Their total surface acidity and basicity were also determined. The retention process of methylene blue (MB) by adsorbents has been studied. It was found that MHP2 and MHP7 have relatively high retention ability as compared to activated carbons.     

炭化温度对酚醛树脂基活性炭孔结构及电化学性能的影响研究

以酚醛树脂为炭前驱体,KOH作活化剂,通过调节炭化温度在相同活化条件下制备了具有不同孔隙结构的活性炭材料.N_2吸附测试表明随着炭化温度降低,活性炭材料比表面积先增大后减小,孔容则不断增大.其中,550℃炭化样品与KOH反应活性最佳,可制得比表面积为2983m~2/g,总孔容为1.58cm~3/g,中孔孔容达到0.59cm~3/g的活性炭材料.采用直流充放电法、交流阻抗法和循环伏安法测定以上述多孔炭为电极材料的双电层电容器的电化学性能,结果表明,PF550活性炭材料电容性能最佳,在有机电解液中100mA/g充放电时,比电容达到160F/g,电流密度增大50倍容量保持率达到82%,显示出良好的功率特性;活性炭材料中存在一定比例的中孔不仅可以改善电极材料的功率特性,而且可以提高微孔的利用率.     

炭化温度对CO2活化PAN基活性炭纤维微结构的影响

将PAN坝氧化纤维在400℃～900℃炭化，经CO2活化得到一系列活性炭纤维，表征了其比表面、孔容和孔径分布等微结构参数，研究了炭化温度对CO2活化PAN基活性炭纤维微结构的影响。结果表明，炭化温度对活性炭纤维的比表面和孔结构有显著影响，适中的炭化温度（600℃）有利于得到高比表面积、大的孔容和孔径。     

红薯基活性炭的制备及其电性能表征

以红薯为原料分别采用物理活化(CO2活化)和化学活化(KOH活化)法制备活性炭。研究了不同活化温度和时间所得活性炭的比表面积和孔结构特征,并结合扫描电子显微镜、X射线衍射仪、比表面积分析仪等对其进行测试和表征。结果表明,KOH活化法在碳碱比为1∶3、活化温度为800℃、活化时间为5h时比表面积最高,达到1590m2/g,介孔率为20.3%;CO2活化法在800℃、活化2h时比表面积较高,为1054m2/g,介孔率可达62.0%。将该两组活性炭用作超级电容器电极材料时,以6M KOH作电解质表现出了典型的双电层电容器的特征,在5A/g的电流密度下,两者的比电容量分别为143F/g和187F/g。     

聚偏二氯乙烯基炭用作高功率EDLC电极材料

在600℃～1100℃对聚偏二氯乙烯(PVDC)树脂仅进行炭化处理,制备了一系列PVDC基活性炭.由TG、XRD和N_2吸附等温线(77 K)分别测定了PVDC基炭经历的热解过程与其晶型、比表面积和孔结构;采用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电考察了它们在质量分数30%的 KOH水溶液中的电容特性.结果表明:PVDC基炭属于无定形碳,其大的比表面积(874.5m~2/g～969.2m~2/g)和丰富的微孔在固相炭化过程中形成;PVDC基炭具有适于双电层形成的优异孔径分布、高的质量比电容和面积比电容;900℃炭化的PVDC基炭具有最高的比电容值和良好的功率特性,50mA/g电流密度时的放电比电容达256.9F/g,5000mA/g电流密度时的放电比电容保持率达76.5%;提高炭化温度可提高PVDC基炭的电导率,降低电解质离子在孔内的扩散阻抗,改善双电层电容器的功率性能.