煤基活性炭电极材料的制备及电化学性能

以太西无烟煤为原料、KOH为活化剂制备高比表面积的活性炭.采用N₂吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔径分布进行了表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性.在碱炭比为4∶1,800 ℃条件下活化1 h制备的活性炭比表面积达3 059 m²/g,总孔容为1.66 cm³/g,中孔率63%.该活性炭在3 mol/L KOH电解液中的比电容为322 F/g,大电流密度下充放电时的比电容保持率高,漏电流仅有0.06 mA,是理想的超级电容器电极材料.     

碳纳米管用作锂离子电池负极材料的研究进展

简要概述了碳纳米管的结构、嵌锂机理；通过对比分析，综述了碳纳米管的电化学性能，指出了其作为锂离子电池负极材料的优点与不足；详细介绍了作为负极材料的碳纳米管改性修饰方法及碳纳米管复合材料研究现状；并根据碳纳米管及其复合材料的各种特征和综合分析，指出了其作为一种储能材料的发展方向。     

NaOH活化法制备煤基活性炭的研究

以焦作无烟煤为原料,NaOH为活化剂,采用化学活化法制备煤基活性炭,分别考察了碱炭比、活化温度和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能和收率的影响;利用低温N2吸附法对活性炭的比表面积、总孔容及孔径分布进行了表征.结果表明,在碱炭比为4,活化温度为750℃和活化时间为1 h的条件下,可以制得比表面积为2 483 m2/g,总孔容为1.41 cm3/g,碘吸附值为2 530 mg/g,亚甲蓝吸附值为418 mg/g的煤基活性炭.     

玉米芯电容炭的制备及其电化学性能

以玉米芯为原料,经Zn Cl_2一步活化法制备超级电容器用电容炭电极材料。采用低温N_2吸附、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统表征电容炭的微观结构及表面性质,并利用恒流充放电、循环伏安和漏电流等测试手段研究其在无机电解液体系(KOH)中的电化学性能。研究表明:在Zn Cl_2/玉米芯浸渍比为2:1、700℃的条件下活化1h可制备出比表面积为1340m~2/g、总孔容为1.135cm~3/g、中孔率高达97.7%的玉米芯电容炭。将其用作电极材料表现出良好的电化学特性,在50m A/g的电流密度下质量比电容为159F/g,2500m A/g电流密度下比电容仍可达137F/g,1000次循环后比电容保持率为92.5%,漏电流仅为1.9μA。结果表明:玉米芯电容炭具有良好的倍率特性和循环性能,是一种理想的电化学电容器用电极材料。     

褐煤非能源化利用研究进展

对褐煤在氧化反应制备化学品、腐植酸制备以及功能碳材料制备方面的研究进展进行了综述。尽管褐煤的非能源化利用丰富了褐煤的利用方式,提高了褐煤利用的经济附加值,但仍存在反应条件不够温和、产物分离困难、转化率低等问题。因此,进一步研究褐煤的结构组成,并针对褐煤不同组分的结构和反应特性开展相关的应用研究,将对提高褐煤非能源化利用的效率具有重要意义。     

硝酸铜改性超级电容器用煤基活性炭电极材料的电化学性能

以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用硝酸铜溶液浸渍-高温热解法对其进行改性处理,低温N 2 吸附法对改性前后活性炭的孔结构进行表征,SEM和XRD对改性前后活性炭的表面形态和微晶结构进行表征,并测定KOH对活性炭的润湿性及活性炭电极的恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学性能。结果表明：硝酸铜改性可能使部分孔隙（尤其是微孔堵塞）的比表面积和孔容积降低,但中孔率有所提高;硝酸铜改性可以提高KOH溶液对活性炭的润湿性,在活性炭表面负载氧化铜,提高活性炭对电解液的吸附能力,并产生赝电容效应,提高活性炭的电化学性能。在试验条件下改性硝酸铜溶液的最佳浓度为2%,其电容器的质量比电容可达322 F/g,并使交流阻抗等电化学性能得到改善。     

褐煤腐植酸提取技术及应用研究进展

褐煤由于水分高、热值低、稳定性差等缺点限制了工业化应用。但褐煤腐植酸含量高,从中提取的腐植酸具有较高的生化活性,在工业、农业、医药、环保等领域得到了广泛应用。论述了腐植酸提取技术的研究进展和应用,重点阐述了碱提取法、酸提取法、微生物溶解法提取腐植酸工艺流程和机理。寻找绿色环保、工艺稳定、价格低廉、效率高的提取工艺和扩展腐植酸的应用领域是腐植酸研究的重要方向。     

煤基碳量子点衍生炭的形貌控制及电化学性能

以太西无烟煤为碳源,采用化学氧化法制得煤基碳量子点,探讨煤基碳量子点水溶液质量浓度及干燥方式(冷冻干燥和高温烘干)对煤基碳量子点形貌的影响,并将质量浓度为10 g/L的煤基碳量子点水溶液分别冷冻干燥与高温烘干再进行高温炭化,制备煤基碳量子点衍生炭,应用于超级电容器。结果表明：在冷冻干燥条件下,煤基碳量子点的形貌随着质量浓度的增加呈“点—线—面”的趋势发展;在高温烘干条件下,不同质量浓度煤基碳量子点水溶液干燥后的形貌均呈三维块状。冷冻干燥条件下的煤基碳量子点衍生炭的形貌呈二维片状,比表面积为268.8 m²/g,中孔率为19.1%;而高温烘干导致煤基碳量子点团聚紧缩成结构致密的块状,因此,炭化后仍为块状结构且不易脱除含氧官能团形成孔隙,高温烘干条件下的煤基碳量子点衍生炭的比表面积为192.5 m²/g,中孔率为8.9%,但■和COOH含量丰富。二维片状形貌以及较高中孔率可以保证冷冻干燥条件下的煤基碳量子点衍生炭的倍率性能,初始比电容只有115.5 F/g,但在20 A/g时的容量保持率可达71.5%;丰富的含氧官能团使得高温烘干条件下的煤基碳量...     

煤矸石焙烧活化-酸浸提取氧化铝的实验研究

从煤矸石中提取有价金属元素是实现煤矸石综合利用的重要途径之一。以高铁低铝煤矸石中的Al₂O₃为研究对象,采用焙烧法活化煤矸石,以盐酸为浸出介质,研究了焙烧温度、焙烧时间、酸浸温度、盐酸体积分数、酸浸时间和液固比(酸浸1 g煤矸石所用盐酸的体积)对活化物料煤矸石中Al₂O₃浸出的影响,并对煤矸石中Al₂O₃的浸出动力学进行了研究。其中,焙烧温度设置5个水平(550℃,650℃,750℃,850℃,950℃),焙烧时间设置5个水平(0.5 h, 1.5 h, 2.5 h, 3.5 h, 4.5 h),酸浸温度设置5个水平(60℃,80℃,100℃,109℃,120℃),盐酸体积分数设置5个水平(36%,43%,49%,57%,64%),酸浸时间设置5个水平(0.5 h, 1.5 h, 2.5 h, 3.5 h, 4.5 h),液固比设置5个水平(2 mL/g, 3 mL/g, 4 mL/g, 5 mL/g, 6 mL/g)。利用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射...     

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,...