爆米花衍生多孔炭材料及其在电容去离子中的应用

本研究以常见的生物质-廉价的爆米花为原料,成功地制备出爆米花衍生多孔炭材料.实验将物理化学(微波膨化)与化学活化相结合,制备出具有高比表面积(1425m2 g-1)的蜂窝网装的多孔炭材料PDCP-KHCO-800.在扫描速率5mV s-1下,PDCP-KHCO-800电极比电容为117F g-1.在电容去离子(CDI)...     

柚子皮基多孔炭的制备及其电容性能研究

利用水热浸渍法,以柚子皮为前驱体,在KOH活化作用下制备得到分级多孔炭电极(HPC)。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征了材料的形貌和结构。采用循环伏安、恒定电流充放电和交流阻抗测试了材料的电化学性能。结果表明:材料呈现出由大孔、微孔和中孔组成的多孔结构,当前驱体和KOH质量比在1∶9时,获得的HPC材料(HPC-9)的电化学性能最好。电化学测试表明,在5mV/s下,HPC-9质量比电容高达306F/g,是未活化样品的23.5倍。在10000次循环下HPC-9容量无衰减。因此,这种利用生物质制备的分级多孔炭具有优异的电容性能,可望有良好的应用前景。     

基于煤萃取物的类石墨状多孔炭的制备及其电容性能研究

以褐煤萃取物为炭前驱体, MgO为阻隔剂, KOH为活化剂, 在800℃惰性气氛下制备出类石墨状多孔炭材料。对该多孔炭材料进行了红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉曼(Raman)表征。以活化前和活化后多孔炭为电极材料, 利用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗对其进行了电化学电容性能评价和比较。结果表明: 活化后炭材料呈现多孔的薄膜状, 比表面积高达1396 m²/g, 而活化前炭材料比表面积仅为138.4 m²/g。当电流密度为1 A/g和4 A/g时, 活化后炭材料比电容分别为533 F/g和390 F/g; 而活化前炭材料对应的比电容为366 F/g和198 F/g。在电流密度为5 A/g下循环8000圈后, 活化前后炭材料的电容保持率分别为72.5%和89.6%。可见, 经过KOH活化后的炭材料比电容和电化学稳定性有了显著提高。该研究证明阻隔剂和活化剂的使用, 能够获得高度柔性的高电容性能的类石墨状多孔炭。     

酚醛树脂炭/石墨复合炭材料用作锂离子电池负极材料的考察

用不同的方法在石墨的表面包覆上一层酚醛树脂,然后在Ｎ２保护下１０００℃炭化１ｈ制得复合炭材料,并用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对其表面物理形态进行观察分析,研究了复合炭材料的恒电流充放电性能。包覆在石墨表面的具有无定形结构的酚醛树脂炭能够有效阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落,从而提高复合炭材料的循环稳定性,其中通过常常法制香的复合炭材料（ＣＰＧ－３０）在十次循环后可逆容量为３２６ｍＡｈ．ｇ＾－１,比     

菱角壳基多孔炭的制备及其电化学电容特性研究

以菱角壳为前驱体,采用KOH化学活化法制备超级电容器用多孔炭,研究了不同碱炭比对多孔炭结构和电化学性能的影响。采用SEM、XRD、Raman、N_2吸脱附测试对多孔炭的微观结构进行表征,并利用循环伏安、恒流充放电、长循环、交流阻抗等方法考察其电容性能。结果表明,碱炭比为4时,多孔炭具有最高的比表面积(2 046.74 m~2/g)和最丰富的孔结构,以TEABF_4/PC为电解液组装成超级电容器,在0.1 A/g电流密度下,其比电容高达126.1 F/g,以0.5 A/g电流密度循环10 000次,其比电容仍保持92.6 F/g,展现出良好的电容性能。     

间苯二酚-明胶-甲醛共聚体系制备三维网状含氮多孔炭及其电容性能

采用生物高分子明胶为氮源,与间苯二酚和甲醛共聚,由共聚物热解制得三维网状含氮多孔炭,并考察其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明,明胶通过共聚反应连接到酚醛树脂骨架中,由于其能降低反应体系的界面能,改变了聚合物的形貌,所得炭材料具有由较小颗粒交联而成的三维网状结构;改变明胶掺入量,多孔炭的氮含量可从1.04%增加至2.03%;由于氮掺杂作用,将其用作超级电容器电极材料,其电容值较单纯酚醛聚合体系得到的炭样品增加一倍,由76 F·g~(-1)增至149 F·g~(-1),且电容值随着氮含量的增加而增加;当氮含量增至2.03%时,受其比表面积限制,其电容值不再增加,经水活化,材料比表面积达1 174 m~2·g~(-1),氮含量为1.51%,其电容值达228 F·g~(-1)。     

共聚炭化法制备多孔炭材料及其电容性能研究

采用酚醛树脂(PF)为热稳定聚合物, 端环氧基的聚合物(QS)为热不稳定聚合物, 利用聚合物共聚炭化法制备多孔炭。经红外光谱分析及热重分析证实, 在酚醛树脂与QS的共聚固化物中, QS链段上的环氧基与酚醛树脂链段上的酚羟基发生反应生成醚键, QS接枝到酚醛树脂的链段上。BET比表面积、孔结构和电化学性能分析表明: 在共聚固化物PF/QS的炭化过程中, QS的热解逸出能起到造孔作用, 并随着QS用量的增加多孔炭的比表面积先增大后减小。QS加入量为15%的多孔炭具有最大的比表面积609.0 m²/g、总孔容0.28 cm³/g和微孔孔容0.22 cm³/g, 与聚合物共混炭化法相比, 在相同热不稳定聚合物加入量条件下, 多孔炭的比表面积和孔容都有所提高。该多孔炭电极在30wt% KOH电解液中的比电容达177.5 F/g, 具有良好的电容特性。     

三聚氯氰衍生多孔炭的制备及其电化学性能研究

多孔聚合物因具有高比表面积、孔结构可调性、孔隙结构丰富、合成方法多样而引起了广泛关注,在储能领域,可将其炭化后应用在超级电容器的电极材料中。在这项工作中用溶剂热法制备出多孔聚合物(PSC),以PSC为前驱体,一步炭化法制备多孔炭PSC-T。结果表明：多孔炭PSC-T具有石墨化结构,含有大量介孔。其电化学性能优异,在电流密度为1.0A/g时,比电容为190.1F/g,经过5000次的循环充放电后,比电容保留率为90%。     

沸石矿模板制备多孔炭及其电性能研究

为降低模板法制备多孔炭的成本,使用一种天然沸石矿为模板来制备多孔炭。利用XRD、N2吸附和循环伏安法研究多孔炭的物相组成、孔结构和电化学性能。研究表明,所制备多孔炭的比表面积仅为411m2/g,但富含中大孔,并具有较宽的孔径分布;在1mol/L的H2SO4溶液中,1mV/s的扫描速度下,多孔炭的比容量为185F/g,扫描速度增加到500mV/s,其比容量保持率高达72%,比在相同条件下,比表面积2322m2/g的商业微孔活性炭的容量保持率23%高得多,且保持了良好的扫描曲线。     

界面自组装构筑空心多孔石墨化炭球及其电化学性能

独特的空腔结构、丰富的比表面积以及良好的导电性使得空心多孔石墨化炭球在储能领域显示了巨大的应用潜力.通过单宁酸与铁离子的络合作用以及三草酸合铁酸钾的活化和石墨化作用,采用一步炭化法成功制备了空心多孔石墨化炭球,并研究了炭化温度对炭球结构形貌的影响.基于高比表面积、快速的离子扩散通道以及低电阻的石墨化结构,空心多孔石墨化...     

自生模板法制备多孔炭材料及其超级电容器性能

以柠檬酸锌为前体,利用碳化过程中产生的ZnO作为模板,制备了具有高比表面积和丰富孔道结构的多孔炭材料,系统研究了碳化温度对所得材料比表面积、孔体积及超级电容器性能的影响。结果表明:随着温度的升高,比表面积增大,孔容增大,多孔炭材料的电容性能也相应提高,在碳化温度为1273K时,所得炭材料(Zn C1273)的比表面积高达1763m2/g,孔容为3. 08cm3/g。利用1. 0mol/L四乙基四氟硼酸铵的乙腈溶液为电解质,所得炭材料作为电极应用于超级电容器,在0. 5～20A/g高电流密度下的容量保持率为93. 2%。     

模板法制备超级电容器用多孔炭的研究进展

多孔炭材料具有优良的电导率、高的比表面积以及优异的电化学稳定性,被广泛用于能量存储和转换领域.模板法被认为是制备具有良好孔结构和孔径分布炭材料最成熟的方法之一.本文归纳总结了模板法,包括硬模板(镁基、硅基、锌基、钙基)、软模板(常规软模板、离子液体、低共熔溶剂)、自模板(生物质、金属有机框架)制备超级电容器用分级多孔炭...     

基于生物质制备二维炭材料的研究进展

二维材料通常具有层状、片状、或是条带状的独特微观结构,由于这种特殊的结构,使二维材料具有优异的光学、力学、电学等性能。生物质炭材料因其具有高导电性、大的比表面积且环保、廉价等优点成为储能器件研究方向的热点。基于生物质二维炭材料在锂离子电池以及超级电容器领域的应用,综述了其研究进展,并对生物质二维炭材料的研究前景进行展望。     

酚醛泡沫衍生多孔炭的制备及其电化学性能研究

以苯酚、甲醛为原料,利用水热合成法制备酚醛泡沫前驱体,经炭化和KOH活化后制备具有高比表面积的多孔炭PAFc。采用X射线衍射、扫描电镜和N₂吸附-脱附等方法对多孔炭进行表征。结果表明：当炭化温度为800℃、活化比例为1∶2时制备的多孔炭含有丰富的孔结构和高比表面积(1692.24m²/g)。此外,多孔炭也表现出优异的电化学性能,电流密度为1A/g时多孔炭的比电容达255.6F/g,循环5000次后,电容保持率为97.3%。     

炭纳米纤维-天然石墨复合材料的制备及其作为锂离子电池阳极材料的电化学性能(英文)

制备一种炭纳米纤维-天然石墨复合材料,以改善作为锂离子电池阳极材料的天然石墨的倍率性能。通过优化控制天然石墨上炭纳米纤维的生长量及其形状提高了天然石墨的循环性能和倍率性能。与天然石墨原料相比,炭纳米纤维-天然石墨复合材料第一次放电容量达到了95%。炭纳米纤维的生长量被严格地控制在天然石墨质量的15%以下。研究发现:由于炭纳米纤维对充放电过程中阳极的体积膨胀和收缩程度的控制作用,天然石墨表面边位上生长的类似常青藤形的炭纳米纤维对倍率性能的提高最为有效。提出采用炭纳米纤维-天然石墨复合材料的原理结构模型解释重复充放电过程中电极的体积稳定性。通过在石墨表面上生长类常青藤形炭纳米纤维而使得SEI(固体电解质界面)变薄并减少了充放电过程中阳极的体积变化,因而提高了倍率性能。     

锂离子电池炭负极材料的研究——包覆对天然石墨容量衰减的影响

研究了酚醛树脂包覆对天然石墨电化学性能的改善。酚醛树脂热解后形成的包覆石墨首次放电容量达到了460mAh·g-1以上,高于未处理石墨(384mAh·g-1);考察了热处理温度对包覆石墨性能的影响,结果表明在600℃～1000℃的范围内,随着热处理温度的升高,材料的不可逆容量降低,首次充电容量和循环效率提高;循环20周以后包覆石墨的容量仍保持在330mAh·g-1以上,而未处理石墨的容量则降低到300mAh·g-1以下,说明酚醛树脂包覆对抑制石墨的容量衰减有明显的作用。     

用于锌离子混合电容器的N、P共掺杂多孔炭/MnO2复合材料

使用化石燃料导致的环境问题日益严重,清洁能源装置与可再生能源的发展已经成为必然趋势。本文以咖啡渣为碳源,通过简单的一步活化法制备出咖啡渣炭/MnO₂复合材料,并探讨了其在锌离子混合电容器(ZHSC)领域的应用。BET测试表明：咖啡渣炭/MnO₂复合材料的比表面积为550.25 m²/g,总孔体积为相似文献   

酚醛树脂热解炭材料的石墨化程度及其电化学性能

研究酚醛树脂中加入ZnCl2的比例不同对热解材料孔径、孔容、比表面积、层间距等微观结构的影响。通过X射线衍射(XRD)和激光拉曼光谱(Raman)等手段对酚醛树脂热解炭材料的石墨化程度进行表征。探讨热解炭材料的石墨化程度与充放电性能之间的关系。     

具有超高储能密度的新型多孔炭材料

中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部成会明研究员、李峰副研究员和博士研究生王大伟等与澳大利亚昆士兰大学逯高清教授合作,在国家自然科学基金委的支持下,设计并制备出一种局域石墨化三维层次多孔结构的新型多孔炭材料（HPGC）。该材料在高倍率条件下同时具有很高的能量密度和功率密度,可用作超级电容器的电极材料。     

硅/天然石墨/沥青炭复合材料的合成及其电化学性能

以纳米硅(Si)、天然石墨(NG)和高软化点沥青为前驱体,通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的硅/天然石墨/沥青炭( Si-NG/PC)复合材料.考察了球磨时间、球磨速率和物料比等因素对制备材料的组成、结构及其作为锂离子电池阳极电化学性能的影响.结果表明:最佳球磨速率为300 r/min,最适宜的球磨时间为21h.所制Si-NG/PC复合材料的循环性能随PC含量的增加而提高,但其比容量却随PC含量的增加迅速降低,PC的最佳质量分数为30％.同时,Si-NG/PC复合材料的比容量随Si含量的增加而增大,为获得好的循环性能,纳米Si质量分数应低于35％.在优化条件下制备的Si-NG/PC复合材料在50个循环中表现出高的比容量和优异的循环性能.