双电层电容器用中孔活性炭电极的电化学性能

选用中孔活性炭作为双电层电容器的电极材料，实验发现，中孔活性炭电化学性能优异，比表面积利用率高达93．5％，用水蒸气活化可以增加活性炭的比表面积，随着活化时间的延长，活性炭收率降低，活化2h收率仅为26．5％,同时比表面积从原来的760m^2/g增加到1480m^2/g，且主要在2nm附近孔结构分布强度增强，比电容随活化时间的延长而增加，但增速低于比表面积的增加幅度。     

新型氧化镍超电容器电极材料的研究

使用传统的水解方法制备了氢氧化镍胶体,在300℃下进行热处理后得到具有特殊材料微结构以及表面特性的超细氧化镍材料,电化学方法证明该材料制备的电极具有典型的电容性能,“准电容”比容量达到240F／g以上,优于普通的双电层电容器活性炭电容材料比容量。本文首次提出了电容器的正负极采用不同材料的新技术,有效的解决了电容器工作电位范围相对较窄的不足,并且明显的改善了电容器的大功率放电特性,是一种极具有发展潜力的储能器件。     

聚苯胺修饰活性炭电极电化学性能

采用循环伏安法在活性炭电极（AC）表面合成导电聚苯胺，得到聚苯胺修饰活性炭复合电极（PAn／AC），通过循环伏安（CV）、恒流充放电技术研究了电极的电容特性，并计算了其等效串联电阻。结果表明，在硫酸溶液中，复合电极呈现较好的电容特性，复合电极的比电容能达到545F／g，比纯活性炭电极的306F／g提高了78％，不同放电电流密度下求出的比电容比纯活性炭电极平均提高了89％，且复合电极的ESR比AC电极稍小。     

氧化镍超电容器及氧化镍表面"准电容"现象的研究

使用传统的水解方法制备了氢氧化镍胶体，在300℃下进行烧结处理后得到具有特殊材料微结构以及表面特性的超细氧化镍材料，电化学方法证明该材料制备的电极具有典型的电容性能，“准电容”比容量达到240F／g以上，优于普通的双电层电容器活性炭电容材料比容量，首次提出了电容器的正负极采用不同材料的新技术，有效地解决了电容器工作电位范围相对较窄的不足，并且明显的改善了电容器的大功率放电特性，是一种极具有发展潜力的储能器件。还采用多种研究方法合理的解释了氧化镍材料表面“准电容”现象。     

金属Mn/活性炭电极材料电化学性能的研究

选用不同孔结构的活性炭采用浸渍法负载Mn金属离子,考察活性炭在负载前后的比电容变化情况。研究表明,金属Mn具有比较明显的准电容效应,其中负载金属Mn的中孔活性炭和微孔活性炭的比电容分别增加63．17％和19．69％,中孔活性炭负载金属Mn时,比电容随负载量的增加而上升;微孔活性炭负载5％时比电容最大为340．16F／g。     

活性炭表面改性对双电层电容器电化学性能的影响

通过氢气还原改性和浓硝酸氧化处理对石油焦基活性炭(ACs)进行改性.采用氮气吸附和脱附等温线计算改性ACs的BET比表面积、 DFT孔径分布及孔容,以XPS方法表征改性ACs的表面含氧官能团种类及含量,改性ACs的电化学性能通过直流循环充放电、循环伏安等表征.结果表明:浓硝酸处理后,ACs比表面积和孔容均稍有减少,表面含氧官能团和比电容明显增加,内阻和自放电显著增大;氢气改性后,ACs比表面积和孔容亦稍有减少,孔径分布的变化使比电容明显增加,氧化官能团的减少降低了内阻并减少了自放电.即,氢气改性ACs的电化学性能明显提高,增加了比电容,降低了内阻和自放电.     

碳纳米管表面沉积氧化镍及其超电容器的电化学行为

通过催化裂解法制备了碳纳米管并进一步制备了碳纳米管薄膜电极.基于该种材料的超电容器电极比容量达到36F/g.研究了在碳纳米管薄膜基体上使用电化学方法沉积氧化镍的新工艺,制备出碳纳米管和氧化镍的复合电极.电化学测试证明复合电极的比容量提高到52F/g以上且基于这种复合电极的超电容器具有极低的自放电率.     

流延涂布法制备活性炭电极膜片的超级电容器

应用流延涂布方法制备活性炭电极膜片,采用电极膜片层叠技术制造超级电容器.由于使用价廉的粉状活性炭做电极原料,大大提高了电容器的制造效率,为大批量生产和商业化创造了条件.电化学应用测试发现KOH体系超级电容器拥有良好的电化学性能.其能量密度可达1.16 Wh/Kg,5万次充放电循环后能量损耗率小于20 %,且功率特性好,内阻和漏电流小,能够在-20 ℃～80 ℃下正常工作,保存500 d后性能基本上没有衰减.     

超级电容器用活性炭电极材料的研究进展

活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用.论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向.     

纳米Fe3O4-活性炭混合超级电容器电化学性能的研究

研究了以纳米FeaO4和活性炭(AC)为电极材料的超级电容器.以FeSO4·7H2O和氨水为原料,采用微波法制备出平均粒径为36nm的Fe3O4纳米粒子.组装了以6mol/L KOH溶液为电解液的Fe3O4/KOH/Fe3O4、AC/KOH/AC、Fe3O4/KOH/AC三种类型的模拟电容器.用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗法对电容器进行了电化学性能测试.结果发现,混合电容器的工作电压可达到1.2V.电流密度为0.5mA/cm2时,正/负极质量比为1.5的Fe3O4/KOH/AC电容器的能量密度达到9.25Wh/kg,与AC/KOH/AC电容器相比,能量密度提高了53.4%.     

炭钌复合电极碱性电化学电容器的研究

采取溶胶凝胶法在活性炭表面合成RuO2·xH2O,经150℃热处理制得炭钌复合材料。将炭钌复合电极作为碱性电化学电容的正极,研究不同钌含量复合电极的电化学性能,实验证实,当复合电极中的钌质量分数达30%时,其比电容可从纯活性炭电极的241F/g增加到333F/g,且复合电极具有与活性炭电极同样优异的高功率放电特性;随着复合电极中钌含量的增加,电极的比电容也会相应地增加,而当电极中的钌质量分数大于10%后,水合氧化钌的贡献比电容却逐渐下降,并稳定在440F/g左右。     

超级电容器复合材料MnO2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α-MnO2*nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征.循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α-MnO2*nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为.随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定.     

纳米碳材料改善电化学电容器性能研究

通过在双电层电化学电容器的活性炭电极中添加纳米结构炭黑、碳纳米管等新型电子导体的方法,扩大电子导体与活性物质的有效接触面积,增大活性物质具有电化学反应活性的表面,从而提高电极的导电性能与容量性质,改善电化学电容器的充放电性能。实验结果表明新型的纳米碳材料可赋予电极良好的导电性能,优于常用的导电石墨、炭黑等电子导体,是较为理想的电化学电容器用电极导电剂。     

电氧化过程中活性炭纤维阳极本身的性能评价

以活性炭纤维毡为阳极,不锈钢片为阴极,在Na2SO4介质中用恒定的电流强度进行电解,一定时间后将活性炭纤维毡取出用蒸馏水冲洗干净,在110℃下干燥12h,在干燥器中冷却至室温后,进行称重和红外、比表面积及孔分布测试。同时,以石墨片为阳极进行对比实验。结果显示,在电化学氧化过程中,活性炭纤维阳极表面的含氧活性基团量增加;与石墨电极相比,活性炭纤维电极具有更好的抗氧化性能和更高的析氧电位。因此,在难降解有机物的电氧化处理过程中活性炭纤维毡比石墨片更适宜作阳极。     

以核桃壳为碳源微波加热制备介孔活性炭

以核桃壳为碳源,微波辐射法制备了介孔活性炭。用XRD、SEM和低温氮气吸脱附对所制备活性炭进行了物性分析;用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法分析了微波功率、辐射时间对活性炭电容性能的影响。确定活性炭的最佳制备工艺为微波功率480W,辐射时间9min。制得的活性炭平均孔径为4.44nm,介孔率为78.51%,比表面积达1530m2/g,为不规则、疏松多孔的无定形结构。当充放电电流为100mA/g时,比电容为226.4F/g,循环1 000次后比电容为192.2F/g,每次循环电容衰减仅为0.015%。     

石油焦氧化改性制备活性炭及其电容性能研究

采用水热法,利用H2O2对石油焦进行氧化改性,以KOH为活化剂,在碱碳比为3∶1时将改性石油焦制备成活性炭(OAC-3);作为对比,在碱碳比为3∶1、4∶1和5∶1时将未改性石油焦制备成活性炭(AC-3、AC-4和AC-5)。采用XRD、I2吸附、N2吸附和恒流充放电测试,研究氧化改性对石油焦和活性炭结构及性能的影响。研究表明,氧化改性使石油焦石墨微晶的晶面层间距由0.344nm增加到0.351nm,微晶厚度由2.34nm降低到1.86nm,降低了石油焦的活化难度。OAC-3和AC-4的比表面积分别为3066和2929m2/g;在0.2A/g的电流密度下,比电容分别为374.6和338.9F/g;基于OAC-3的超级电容器具有更好的功率特性和更低的内阻。     

纳米碳管与活性炭复合电极电吸附脱盐性能的研究

为考察纳米碳管（CNTs）、活性炭（AC）及其复合电极的电吸附脱盐性能，将其粉末压制成电极，组装成脱盐器，比较电极电吸附脱盐能力和脱盐能耗。结果表明，在活性炭电极中添加纳米碳管有效地降低了电极电阻和脱盐能耗，少量纳米碳管的添加能在一定程度上提高其电极比表面积、孔容以及在盐水中的比电容；当复合电极中纳米碳管的含量为10％时，其电极在盐水中的电吸附比电容达到113.5F/g，其电极脱盐效果最为显著，其脱盐耗能比活性炭电极降低约67％左右。     

添加多壁纳米碳管活性炭电极材料的电化学电容特性

在活性炭电极材料中，用多壁纳米碳管作导电添加剂替代传统的炭黑、石墨粉等可较大地改善电极材料的性能。当添加质量分数为5％的多壁纳米碳管时，活性炭电化学电容器的比电容量由添加同量炭黑的130F／g增加到185F／g，同时提高了活性炭电容器的频率响应性能。基于该研究结果试制出不同规格的添加多壁纳米碳管的活性炭电化学电容器样品，结果表明添加多壁纳米碳管的活性炭电极材料具有良好的电化学电容特性。     

活性炭在三维电极法处理染料废水中的应用

采用活性炭作为自制三维电极反应器中的第三极，并用此电极反应器对甲基橙模拟染料废水的降解进行了实验研究。重点讨论了电压、电解质浓度以及溶液pH等因素对CODCr去除率和甲基橙去除率的影响。研究结果表明：活性炭作为第三极的三维电极反应器对甲基橙模拟染料废水进行降解，甲基橙浓度去除率到达90％，CODCR去除率达到80％。并由此展望了活性炭在三维电极处理染料废水的应用前景。     

液流式电容型脱盐器纳米碳管电极的研究

将纳米碳管压制成电极,组装成液流式电容型电吸附脱盐器。经测试发现纳米碳管电极性能稳定,在盐水溶液中等效电阻小,约为2．4Ω;纳米碳管电极比脱盐量与盐水初始浓度之间存在如下关系：Wdesal=0．18C^1/3;在液流式电吸附脱盐器中,纳米碳管电极具有良好的稳定性和较长的使用寿命。