煤基活性炭的制备及其电化学性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:weichungchen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
相比于其他电能储能器件(如二次电池和常规电容器),超级电容器是一种高效、清洁绿色的储能器件,在军工领域、新能源发电和电子设备等方面已有较多的应用。因其具有发达的孔隙率、高的比表面积等特点,活性炭材料被广泛用作电极材料并应用于炭基双电层电容器中。新疆地区煤炭资源丰富,而当地环境条件较为恶劣,水资源不足以发展其他煤化工产业,且发展煤化工产业的发展势必又会对环境造成进一步的影响。而新疆煤中的不黏煤具有高的炭含量、低灰分特点非常适合作为电极材料的炭前驱体。所以本论文从新疆煤出发,制备活性炭电极材料并应用于超级电容器。这会是煤清洁转化利用的一种有限的途径。本论文以新疆煤为炭源,碳酸钾、氯化锌和水蒸气为活化剂通过化学活化和物理活化方法制备煤基活性炭材料,并且成功引入硼、氮杂原子,制备硼氮共掺杂煤基活性炭材料。其中硼酸、三聚氰胺和尿素分别作为硼源和氮源。通过元素分析、XPS测试和红外表征去分析材料的元素分布和表面的化学性质,通过氮吸附表征材料的孔结构和比表面积以及物质组成。通过循环伏安、恒电流充放电、阻抗测试等电化学测试方法分析所制备样品所表现出的电化学性能。研究材料的比表面积和孔结构以及材料电化学性能的不同与两者之间的关系。主要的研究内容如下:1、经过碳酸钾和氯化锌活化后,所制备材料的比表面积在800-1000 m2 g-1范围内,且具有高的活化收率,为80%-83%。相比于没有活化的炭材料来说,比表面积大约增加了800~1000倍。其中因具有较高的比表面积和合适的孔径分布,KAC-2和ZAC-2具有最高的比容量分别为175和190 F g-1。2、在水蒸气活化的实验过程中引入硼、氮杂原子,制备杂原子掺杂的活性炭。当活化时间的增加,硼含量在不断增加。经过120 min的活化时间后,BNAC-120样品获得最高的比表面积(1312 m2 g-1)和相对较高的硼、氮含量(1.78 wt%,1.66 wt%),因而BNAC-120的电化学测试结果是最好的。电流密度为0.5 Ag-1时的比容量为176 F g-1,容量高出没有掺杂样品约64%。3、改变氮源为尿素,氮含量降低到1.05wt%。保持相同的氮源和活化条件,增加硼酸的掺杂量,硼含量减少。通过增加硼源和氮源的掺杂量,在800℃活化得到的样品的比表面积也能达到经850℃活化得到的样品的比表面积。高比表面积和硼、氮含量的MBAC-3-3样品经过10000长循环后容量几乎无衰减。
其他文献
目的评估测定瑞替普酶溶栓生物活性的4种方法。方法分别使用凝块溶解法、平板溶圈法、发色底物法及气泡法4种方法,测定同一批瑞替普酶样品的生物活性。结果4种测活方法的误差
企业的财务管理是企业管理工作的重要组成部分,是企业管理的核心,对于改善企业经营管理,提高企业经济效益具有十分重要的作用。随着知识经济、网络时代的到来,市场经济体制改
目的:从胃肠激素的角度探讨小半夏汤防治化疗性恶心呕吐的机制。方法:雄性Wistar大鼠随机分为空白对照组、小半夏汤正常对照组、模型组、阳性药昂丹司琼组、小半夏汤大剂量组
行政公开原则概括为行政机关的议事活动及其过程分开和行政机关制定或决定的文件、资料、信息情报分开。行政公开的方式有旁听、报道与传播、刊载和查阅。实现行政公开是一个
园林绿化是市政建设的一个重要部分,园林绿化工作中对色彩的要求比较高,本文结合我国园林绿化设计的成功案例,以及色彩元素等基本理论常识,具体论述了园林绿化设计中自然色彩
本文在简述悬索结构构成和受力特点的基础上,根据索网曲面形式和结构特征,对悬索结构进行了分类,介绍了各种单(双)曲面单(双)层悬索结构、交叉索网、斜拉结构的组成特点和国
<正> 日本在国土狭小,人口众多,自然资源和劳动力资源极度匮乏的条件下,反而能在强手如林的国际市场上处于有利的竞争地位,这其中的根源剖析,在国内外学术界已有许多精僻的见
目的:观察针灸治疗带状疱疹后遗神经痛的临床疗效。方法:将60例带状疱疹患者随机分为2组,治疗组30例采用针灸治疗,对照组30例采用西药治疗。结果:治疗组有效率93.33%,对照组
随着城市化的快速进程,乡村景观研究逐渐成为景观科学和景观规划领域一个新课题,人们已经认识到农业环境具有的独特的审美体验价值。该文从生态美学的角度,探讨农业植被的景