分離煤族組分制備泡沫炭及泡孔結(jié)構(gòu)調(diào)制.pdf

1、以全組分族分離所得的煤疏中質(zhì)組分為原料,在常壓、惰性氣氛條件下經(jīng)“一步法”制備出泡沫炭,考察了炭化工藝條件、小分子組分含量及原料來源煤種對泡沫炭泡孔結(jié)構(gòu)的影響;以疏中質(zhì)組分、半泡沫炭和泡沫炭為原料,采用KOH活化法制備出活性泡沫炭,并按正交試驗(yàn)方案對以半泡沫炭和泡沫炭為原料的兩步法制備工藝進(jìn)行了研究,考察了炭化溫度、活化溫度、活化時(shí)間及堿炭比對活性泡沫炭比表面積、總孔容及孔徑分布的影響;通過電化學(xué)性能測試,初步探討了活性泡沫炭應(yīng)用于超級

2、電容器電極材料的可行性。
　　結(jié)果表明:炭化終溫在850~1100℃時(shí)制得的泡沫炭泡孔結(jié)構(gòu)均勻而豐富,泡孔貫通性良好,總孔容最高可達(dá)4.7 cm3/g,孔隙率最高可達(dá)83.5％,體積密度和表觀密度均很低。炭化條件中,以一段恒溫時(shí)間和二段恒溫時(shí)間對泡沫炭泡孔結(jié)構(gòu)影響較大,而二段升溫速率和二段炭化終溫對其影響較小。當(dāng)對疏中質(zhì)組分原料進(jìn)行溶劑抽提以降低小分子含量后,其所制備的泡沫炭泡孔孔徑明顯變小,整體結(jié)構(gòu)較致密且致密程度與抽提率呈正相

3、關(guān)。不同煤種的疏中質(zhì)組分所制得的泡沫炭泡孔結(jié)構(gòu)存在較明顯的差異。
　　以半泡沫炭的粉樣摻和KOH進(jìn)行活化所制得的活性泡沫炭的比表面積和總孔容更高,最高分別可達(dá)1510 cm2/g和0.8384 cm3/g;微孔和中孔集中,主要分布在0.95~1 nm、2~5 nm范圍,其中孔含量約在20~50%之間,大孔較少。由ACF-7號活性泡沫炭樣品為電極材料制作的超級電容器電化學(xué)性能良好,比電容量為109.2 F/g,說明本研究所制備的活性