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.     

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.     

湖北中部中二叠世梁山组铝土岩沉积期岩相古地理环境与成矿规律研究

湖北省保康—南漳—宜城一带中二叠世梁山组是省内沉积型铝土矿重要产出层位,通过岩性、岩相及含矿特征研究,查明含矿岩系沉积特征明显受古陆—滨海岩相古地理条件控制,主要为无障壁海岸环境,自北向南依次沉积后滨、前滨和临滨相。铝土矿是因富铝古陆经风化、搬运和分选作用,于较平坦的后滨环境沉积形成,具不稳定性沉积特点。     

炭化温度对活性炭孔结构及电化学性能的影响

以海南椰壳（HN）及石油焦（BS）为原料,在不同预处理炭化温度下制备出HN系列和BS系列炭化样品,使用TG和XRD检测考察炭化温度对炭化样品反应活性和结构的影响,使用KOH化学活化法制备HN系列和BS系列活性炭样品,所制样品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和循环伏安方法表征研究系列样品的电化学性能。实验结果表明,随着炭化温度的升高,HN及BS系列活性炭样品的微孔含量均有明显增加。椰壳炭所制活性炭适合无机电解液体系,其最高比电容达317F／g;而石油焦所制活性炭适合有机电解液体系,其比电容可达162F／g。     

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).     

协同活化对煤基活性炭物化性能的调控

以太西无烟煤为原料,KOH/NaOH为活化剂,在碱炭比为4:1,800 C活化1 h的条件下,制备高比表面积活性炭.采用N2吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔结构进行了表征,并考察了KOH/NaOH协同活化对活性炭比表面积及孔结构的影响.随着活化剂组成中KOH比例的增加,活性炭的比表面积、孔容、收率增大,孔径分布变窄,表观密度降低,KOH和NaOH作为活化剂有着不同的活化机理,合理地调节活化剂中两组分的比例,可以起到协同活化的作用,能对活性炭的比表面积、孔结构、收率及表观密度等物化性能进行有效的调控.     

氧化前处理对炭气凝胶孔结构的影响

在110℃～170℃范围内对糠醛-酚醛基有机气凝胶进行氧化处理1h～7h,考察了氧化对有机气凝胶热裂解产生的炭气凝胶孔结构的影响.结果表明:氧化可避免有机气凝胶纳米骨架在裂解过程中的塑性阶段发生,有机气凝胶的适度氧化有利于纳米结构的稳定化;由于空气在大、中、微孑L中扩散的差别,氧化前处理对炭气凝胶的大、中、微孔有不同的影响,尤其对接近中孔的大孔影响最大.在所考察的氧化温度和时间内,130℃/7h时或150℃/3h时的适度氧化条件下,可显著提高中孔孔容、中孔比表面和BET比表面.     

采用KOH与NaOH活化剂所制活性炭表面化学性质及孔结构的比较

采用沥青焦为原料,以KOH和NaOH活化剂制备出不同碱炭质量比（R）系列活性炭。利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）表征出所制活性炭的石墨层结构和表面化学性质,并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。实验结果表明,与NaOH活化剂相比,KOH活化剂所制活性炭石墨层破坏更明显,表面含氧官能团也明显增加。当R=5时,KOH活化剂所制样品BET比表面积高达2939m^2／g,孔容为1．43cm^2／g;而NaOH活化剂所制样品BET比表面积和孔容分别只有1098m^2／g、0．53cm^2／g。     

活性炭电极材料前处理对KOH电解液体系双电层电容器电化学性能的影响

制备了沥青焦基活性炭,将活性炭分别经水洗、酸洗纯化处理以及气流粉碎处理得超细粉末。将处理后的活性炭作为双电层电容器用电极材料,在3mol/LKOH电解液体系中组装成电容器。采用直流充放电、交流阻抗等表征手段,对比评价了各种活性炭前处理方法对电容器电化学性能的影响。结果表明,酸洗后活性炭的比电容增加,气流粉碎后活性炭的高功率充放电性能改善,以酸洗气流粉碎后活性炭为电极的电容器具有良好的能量及功率性能。     

孔结构对煤基活性炭电极材料电化学性能的影响(英文)

以太西无烟煤为前驱体,NaOH为活化剂制备电化学电容器电极材料。采用N2吸附法及电化学测试对活性炭的孔结构和电化学性能进行了表征。在1mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯有机电解液体系中,研究了孔结构对活性炭电极材料的电化学性能的影响。结果表明:以NaOH为活化剂可制备出比表面积943mol/L～2479mol/L、比电容57F/g～167F/g的活性炭电极材料。活性炭电极材料的比电容不仅取决比表面积,而且与活性炭的孔径分布有关。孔径为2nm～3nm的中孔的存在可以有效降低电解液的扩散阻力,提高电极材料比表面积的利用率,从而使电容器的电化学性能得到增强。