煤基活性泡沫炭制備及用于超級(jí)電容器性能研究.pdf

1、以全組分族分離所得的煤疏中質(zhì)組經(jīng)炭化所得初生泡沫炭為原料，采用KOH活化法與水蒸氣活化法制備出活性泡沫炭，分別考察了活化溫度、活化時(shí)間、KOH溶液配比、浸泡方式和添加CaO，以及活化時(shí)間和初生泡沫炭形態(tài)等因素對(duì)活性泡沫炭孔結(jié)構(gòu)形成的影響；通過電化學(xué)性能測(cè)試，重點(diǎn)分析了孔結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的關(guān)系，并探討了活性泡沫炭的制備工藝和電極片的制備組裝方法的優(yōu)化和改進(jìn)。
　　結(jié)果表明：水蒸氣活化所得活性泡沫炭比表面積和總孔容處于較低水平；粉狀初

2、生泡沫炭破壞了原本豐富的泡孔結(jié)構(gòu)，使堆密度增大，活化效果不佳。KOH活化效果強(qiáng)于水蒸氣活化，KOH溶液與塊狀初生泡沫炭浸泡后抽真空加熱或添加CaO均有利于制備高總孔容和高比表面積的活性泡沫炭；孔徑分布出峰位置相似性較強(qiáng)；在一定范圍內(nèi)，活化溫度升高使總孔容先增大后減小，活化時(shí)間延長會(huì)使比表面積減小，KOH溶液配比增大使比表面積和總孔容積均先增大后減小。
　　制備出了巒型階梯式、峰型階梯式和彌散式三種層次孔類型的活性泡沫炭。其中，具備

3、巒型階梯式層次孔且比表面積超過2300m2/g時(shí)，樣品有較高的比電容量（25 mA/g，220~240 F/g），這是因?yàn)槠湓?.899~3 nm孔徑段內(nèi)呈現(xiàn)高度類似的高階梯式連續(xù)分布不僅提供了高比表面積使儲(chǔ)能場(chǎng)所充足，還提供了多且連續(xù)變化的孔道降低了離子傳輸阻力；階梯式層次孔分布的樣品，比電容量與1.54~2.53 nm和2~5 nm孔徑段內(nèi)的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)均具有高度線性相關(guān)（Radj2均在0.9左右）；綜合各層次孔類型，比電容量與1.5