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。     

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。     

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%。     

竹质中孔活性炭在双电层电容器中的应用研究

以毛竹废料为原料,采用磷酸活化法制备了具有较高比表面积又含有大量中孔的活性炭,根据77K氮气吸附等温线对其结构性质进行了表征,并以产品活性炭为电极材料组装双电层电容器,对其充放电性能进行了测试.实验结果表明:产品活性炭比表面积为1567m2/g,中孔体积为0.67cm3/g,中孔比例达47.18%.以该活性炭为电极材料的双电层电容器具有良好的充放电性能,既能以小电流长时间慢速充放电,又能以大电流短时间快速充放电,电极比电容达170F/g.在1000mA/g电流密度下,活性炭放电比电容为131F/g,比电容保持率为77%,功率特性良好.     

煤基石墨烯量子点在超级电容器中的应用

针对目前制备煤基活性炭氢氧化钾(KOH)使用比例过高及孔结构分布不合理问题，以太西无烟煤为碳源，先采用高铁酸钾与过氧化氢分步氧化将其氧化为石墨烯量子点，再与KOH混合活化制备煤基石墨烯量子点活性炭。结果表明，这种方法可降低KOH使用量(使碱炭比小于1)，且碱炭比对煤基石墨烯量子点的活化机制与对煤的活化机制类似：KOH用量较少时(碱炭比0.25)只有造孔作用；增加用量后(碱炭比0.5),KOH不但有造孔作用，还有扩孔作用；过量的KOH (碱炭比0.75)则以扩孔为主。随着碱炭比的增加，活性炭的比表面积与总孔容也随之增加，微孔率逐渐下降，中孔率和平均孔径都在增长。在碱炭比为0.75时，活化效果最好，GQDAC-0.75比表面积为1207.3m²/g，微孔率为39.5%，中孔率为51.8%；得益于其独特的“大孔-中孔-微孔”的层次孔结构，GQDAC-0.75表现出最优的电化学性能，在0.5A/g电流密度下比电容达243.6F/g，当电流密度增大到10A/g时，GQDAC-0.75的比电容保持在202.2F/g，继续增大电流密度到100A/g，比电容仍有179.5F/g，...     

预炭化时间对煤基活性炭孔结构及电化学性能的影响

以太西无烟煤为前驱体,KOH为活化剂制备煤基活性炭,考察了预炭化时间对煤基活性炭孔结构及电化学性能的影响。结果表明,随着炭化时间的增加,活性炭吸附量先增大后减小,活性炭的比表面积、总孔容先增大后减小,中孔孔容逐渐减小;在预炭化温度800℃,炭化时间6 h,KOH与太西无烟煤质量比为2∶1,活化温度800℃的条件下可制备比表面积为1409 m2/g,总孔容为0.5284 cm3/g,中孔率为6.25%的煤基活性炭。电流密度为50 mA/g时,炭化6 h制备活性炭的比电容最大为127 F/g,电流密度增大至2500 mA/g时,比电容为84 F/g,容量保持率达到66.1%,经过1000次循环充放电后,其容量仍保持93.6%。     

低温预活化制备桂七芒果枝基活性炭及其电容性能分析

以广西广泛种植的桂七芒果废弃枝条为原料进行了活性炭的制备。活性炭的制备采用化学活化法,氢氧化钾为活化剂,在传统的炭化、活化工艺基础上增加了低温预活化处理步骤,并用扫描电镜、氮气吸附和电化学工作站对活性炭的表面形貌、比表面积、孔隙分布和电容性能进行表征。结果表明：增加低温预活化步骤的活性炭比表面积达到1 546 m²/g,孔容达到1.20 cm³/g,平均孔径为3.1 nm,相比于传统工艺制备的活性炭的比表面积1 065 m²/g,孔容0.62 cm³/g,平均孔径2.3 nm,相应的增加了45.2%,93.5%,34.8%;采用1 mol/L Na₂SO₄为电解液的三电极体系中,在2 mV/s的扫描速率下增加预活化工艺循环伏安法比电容达到76.5 F/g,比传统工艺材料比电容增加了42.5%,并且在2 A/g的电流密度下经过3 000次的恒流充放电,电容保持率为98%以上。总体上低温预活化工艺可有效提高活性炭的物化性质,并在电容能力上有较好表现,也说明桂七...     

KCl模板法制备煤沥青基活性炭及其电化学性能

以煤沥青为前驱体,以KCl为模板剂,采用KOH直接活化法制备了超级电容器用活性炭。研究了KCl添加量对活性炭比表面积、孔径分布及电化学性能的影响。结果表明:适当的KCl添加量有利于改善活性炭的孔径分布,而且有利于提高活性炭的微孔比例,活性炭的微孔比例最高达到81.19%;KCl与沥青、KOH添加比例为1∶1∶4时,所制备的活性炭具有最佳的电化学性能,充放电电流密度为0.5 A/g时,比电容达到220.6 F/g,电流密度增加到5 A/g时,比电容保持率为82.15%。     

稻壳基活性炭电极材料制备及其电化学性能研究

以稻壳为原料,氢氧化钠为活化剂,制备活性炭.进一步将该活性炭作为电极材料,以氢氧化钾溶液为电解液,组装超级电容器.采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、扫描电镜(SEM)等手段,分析了不同活化温度对活性炭的比表面积及孔结构的影响,并利用恒流充放电、循环伏安等方法研究了电容器的电化学性能.结果表明:800 ℃活化下活性炭的比表面积最佳,为2760 m2/g,孔结构发达.此条件下,在6 mol/L的KOH电解液中,活性炭电容器比电容达267.2 F/g,等效内阻仅2.2 Ω,倍率性能好.经过5000次循环后,其电容保持率仍有83.7%,表明该稻壳基活性炭电极具有优异的充放电可逆性和循环稳定性.     

富含中孔的活性炭制备及其电化学性能研究

以线型酚醛树脂为前驱体,Ce(NO3)3为催化剂,通过水蒸气活化法,制备了中孔率高达82%的酚醛树脂基活性炭。N2吸附和扫描电镜的结果表明,Ce(NO3)3对水蒸气活化具有明显的催化作用。电化学性能测试的结果表明,这种富含中孔的活性炭具有较好的电化学性能,其比电容达140F/g,而且在高电流密度下,具有较好的比电容保持率,适合大电流充放电。     

松子壳基活性炭的制备及其性能研究

以松子壳为原料,分别以NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3为活化剂,采用化学活化法制备松子壳基活性炭。将经预处理的松子壳粉在500℃炭化2h,按照活化剂和活性炭质量比2∶1混合均匀,在800℃下活化2h以制备松子壳基活性炭。利用傅里叶变换红外光谱对活性炭的表面官能团进行测定,并使用扫描电子显微镜表征样品形貌。松子壳基活性炭的碘吸附值按照国家标准方法测定。循环伏安、恒流充放电通过三电极体系测定。结果表明,KOH活化制备的松子壳基活性炭碘吸附值最大(1482.04mg/g);循环伏安测试表明KOH活化制备的活性炭响应电流最大,性能最优异;当电流密度为7.8125 A/g,KOH活化制备的活性炭对应的放电比电容值仍为175.78F/g,说明该电极材料电容性能较好,是良好的储能材料。     

黑液木质素制备活性炭及其电化学性能研究

以造纸黑液中提取的木质素为原料,采用碳化-活化法制备活性炭并作为双电层电容器电极材料研究其电化学性能。考察了碳化温度与活化温度对活性炭电化学性能的影响,分析了其比表面积、孔径分布与比电容之间的关系。结果表明,以KOH为活化剂,活化剂与焦的质量比为1∶1、活化时间为1 h、碳化温度为600℃,活化温度为700℃制备的活性炭比电容达到最大,为158 F/g,其比表面积为948 m~2/g。经对比发现,在KOH水系电解液体系下,1~2 nm的微孔孔径分布情况对比电容值具有较显著的影响。此外,恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学测试显示所制备的活性炭电极具有较好的双电层电容器性能。     

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。     

KOH与NaOH活化法所制活性炭孔结构及电化学性能的比较

采用沥青焦为原料,以KOH和NaOH化学活化法制备出不同碱炭质量比(R)系列活性炭.用氮气吸附和脱附等温线计算出BET比表面积、DFT孔径分布及孔容,并且通过直流循环充放电、循环伏安等表征方法研究了其电化学性能.实验结果表明,R值对所制活性炭的BET比表面积、DFT孔径分布及孔容均有良好的调控作用.KOH化学活化法对孔径分布调节更加明显,当R=5时所制活性炭微孔含量从R=3时的73.0%下降到46.15%.KOH活化法所制活性炭具有更大的质量比电容,其最大值分别为278.1 F/g(3 mol/L KOH)、174.5 F/g(1 mol/L(C2H5).NBF,/Propyleene Carbonate(PC)).NaOH活化法所制活性炭则具有更大的体积比电容和单位比表面积比电容,其值分别达143.0 F/cm3、21.46μF/cm2(3 mol/LKOH).     

双电层电容器用无烟煤基高比表面积活性炭制备工艺的正交试验研究

以双电层电容器电极材料为应用背景，选择低灰无烟煤为原料，采用KOH化学活化性，在不同的工艺条件下制备了无烟煤基高比表面积活性炭，通过正交试验法研究了KOH与无烟煤的质量比、活化温度及活化时间对所制得的高比表面积活性炭比电容的影响。结果表明：在KOH与无烟煤的质量比为5，活化温度为750℃，活化时间为1．5h时可制得比电容达62．5F／g的高比表面积活性炭。由它组装的模拟双电层电容器具有良好的充放电性能和循环性能。     

基于竹节的双电层电容器用高比表面积活性炭的研究

竹节在隔绝空气的条件下，经不同温度炭化处理后与KOH混合，制取竹节基高比表面积活性炭，考察了炭化温度，KOH与竹节炭的质量比，活化温度和活化时间对所得高比表面积活性炭比电容的影响和组装的双电层电容器的充放电特性，结果表明，控制适宜的炭化，活化工艺条件下可制得比电容达55F／g的竹节基高比表面积活性炭，由它组装的双电层电容器具有良好的充放电性能和循环性能，但内阻过高，大电流下充放电时电容量下降过大。     

竹炭基高比表面积活性炭电极材料的研究

以竹节为原料，在隔绝空气的条件下，经不同温度炭化处理后与KOH混合，制取竹炭基高比表面积活性炭。考察了炭化温度、KOH与竹炭的质量比、活化温度和活化时间等工艺因素对活性炭收率、微孔结构和吸附性能的影响，探讨了竹炭基高比表面积活性炭作双电层电容器电极时的充放电特性及其比电容与各种因素的关系。研究结果表明，控制适宜的炭化、活化工艺条件可制得双电极比电容达55F／g的竹炭基高比表面积活性炭，由它组装的双电层电容器具有良好的充放电性能和循环性能，但内阻过高，大电流下充放电时电容量下降过大。     

中孔活性炭电极储电影响因素研究

选用树脂基中孔活性炭作为双电层电容器的电极材料 ,通过水蒸气活化提高活性炭的比表面积 .实验发现 ,随着活化时间的延长 ,活性炭收率降低 ,活化 2 h烧失率高达 73.5 % ,比表面积从原来的 761 m2 g增加到 1 480 m2 g.孔结构分析表明 ,随活化时间的延长 ,在 2 nm附近孔容分布强度增强 .活性炭电极的放电时间和比电容随活化时间的延长而增加 ,但增速变缓 ,活化 2 h活性炭的比电容最高为 1 85 .84F/ g,增加了 2 8.9% .     

针状焦基电容器碳质电极材料的制备及电化学性能研究

以煤系针状焦生焦为原料,KOH为活化剂,制备了用于超级电容器电极材料的活性炭。以3 mol/L KOH为电解液,用三电极电化学系统测试了活性炭的电化学性质;考察了活化剂用量对活性炭电化学性质的影响。研究结果表明:活化过程中,随着碱含量的增加,活性炭的电化学性能逐渐提高。当碳碱比为1∶3时,活性炭的比表面积达到2572.7 m2/g;电流密度为1 A/g时,其质量比电容达到316 F/g。循环5000圈之后,比电容保持在95.7%,库仑效率保持在97.0%。采用两电极系统,进一步考察了活性炭的电化学性能,以1 mol/L Na₂SO₄为电解液,电压窗口拓宽至1.8 V,循环伏安曲线同样展现出良好的矩形,能量密度和功率密度分别为20.8 W·h/kg和230 W/kg。     

双电层电容器用沥青焦基活性炭的制备工艺条件对其孔结构及电化学性能的影响

以沥青焦为原料，KOH为活化剂在不同的工艺条件下制备了双层电容器用活性炭电极材料。分别考察了活化剂用量、活化时间、以及加入Cu、Ni催化活化等工艺条件对活性炭孔结构及作为双电层电容器电极的电化学性能的影响。结果表明：在实验范围内增加KOH用量及活化时间，活性炭的比表面积和比电容增加，比电容最高达到247F／g。添加Cu、Ni催化活化后活性炭的比表面积及比电容增加，高功率放电性能明显改善。