木质素基纳米炭纤维制备与电容性能研究

以碱木质素作为炭前驱体,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)作为纺丝助剂,通过静电纺丝技术获得初纺纳米纤维,再经过预氧化、炭化过程制备木质素基纳米炭纤维。通过扫描电镜、XRD、XPS和低温氮吸附等手段对纳米炭纤维的结构进行了表征,并进行三电极电化学测试,通过循环伏安法、恒流充放电和交流阻抗对其电化学性能进行了考察。结果表明:木质素基纳米炭纤维的直径在200~250 nm,比表面积最高达600 m~2/g,纺丝助剂对于纳米炭纤维比表面积的提升和孔结构的调节具有积极的效果,当PVP与木质素的比例为1∶1时,所得纳米炭纤维具有最佳的电容性能,在1 A/g的电流密度下,比电容达到161 F/g。     

双峰分级多孔炭快速制备及其电化学性能研究

以乙酸钴为模板、柠檬酸为炭源,采用快速升降温工艺,一步模板炭化法制备出分级多孔炭。通过SEM、TEM、XPS、物理吸附等测试手段对多孔炭形貌和结构进行表征。结果显示,所得多孔炭具有典型的中孔-微孔分级孔结构,微孔集中在0.8nm,中孔集中在4 nm,比表面积达753~890 m2/g。采用三电极测试装置测试了所得分级多孔炭在6M KOH电解液中的电容性能,结果显示,随着处理温度的提高,所得分级多孔炭的电容和倍率性能均不断提高。700℃处理所得多孔炭在0.2 A/g电流密度下比电容达到144 F/g;在电流密度为5 A/g时比电容为102 F/g,电容保持率为71%,展现出较好的倍率性能。