煤基活性炭的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、電極材料成本高是制約超級(jí)電容器大規(guī)模工業(yè)化的主要原因，而煤基活性炭具有生產(chǎn)成本低、來源廣泛、制備方法簡單、良好的導(dǎo)電性、高的比表面積、耐腐蝕性、可控的孔結(jié)構(gòu)以及電化學(xué)穩(wěn)定等特點(diǎn)，因此，以煤基活性炭作為電極材料具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文以無煙煤為原料，研究物理活化法中各個(gè)因素對(duì)煤基活性炭制備的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)篩選出最佳實(shí)驗(yàn)條件，結(jié)果表明：在碳化時(shí)間2h，碳化溫度500℃，活化時(shí)間2h，活化溫度850℃，水流量1.0ml/min

2、的條件下，活性炭的碘值可達(dá)1368.858mg/g，比表面積1295.914m2/g，中孔率45.6％。
　　采用KOH化學(xué)活化法進(jìn)行煤基活性炭的制備，結(jié)果表明：KOH活化條件下堿碳比選擇2～4:1，活化溫度750～850℃，活化時(shí)間30-90min較為合適。研究表明，單純采用物理法，可以得到比表面積較大，微孔較多但中孔不夠發(fā)達(dá)的活性炭；只采用化學(xué)法，中孔率較高，但其比表面積較小。因此，本文以物理活化法制得的活性炭為原料，采用化學(xué)

3、法進(jìn)行二次活化，結(jié)果表明：堿碳比3:1，活化溫度800℃，活化時(shí)間60min為最佳二次活化的實(shí)驗(yàn)條件，碘值可達(dá)1552.33mg/g，比表面積1474.208m2/g，中孔率53.4%，適宜制備煤基活性炭電極。
　　篩選六種不同比表面積、中孔率和平均孔徑的活性炭，通過循環(huán)伏安法和恒流充放電測(cè)試進(jìn)行電化學(xué)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著比表面積的增大，比電容有一定程度的提高，但兩者并不呈線性關(guān)系；在比表面積一定的情況下，孔徑分布對(duì)活性炭的比電容有