豆粕活性炭的微觀結構及其電化學性能研究.pdf

1、超級電容器因其充電時間短、工作壽命長、使用溫度范圍寬、對環(huán)境友好等優(yōu)異的性能，使其在儲能領域得以突顯。目前，人們主要研究超級電容器的電極材料，以獲得高比容的超級電容器。而炭材料更以高比表面積、優(yōu)異的電化學性能、綠色無污染等特點受到廣大科研工作者的青睞。在此，為了得到高比電容炭電極材料，我們主要進行了如下工作。
　　本文以豆粕為炭源：（1）首先在400 oC條件下對豆粕進行預炭化，然后以KOH為活化劑，采用KOH/C之比（質量比）為

2、1、2、3、4在800 oC對預炭化所得炭粉進行活化探索活化比例對活性炭DP-X-Y（X：活化比例；Y：活化溫度）結構性能的影響；另外還在KOH/C之比為3時，分別在600、700、800、900 oC下進行活化探索溫度對活性炭結構性能的影響（2）用ZnCl2作為活化劑，在550 oC下以ZnCl2/DP（氯化鋅/豆粕）之比（質量比）分別為0.5、1、2對豆粕進行活化；同時，當ZnCl2/DP為1時，還在450oC和600oC對豆粕進行

3、活化，以探索制備活性炭ZDP-X-Y（X：活化比例；Y：活化溫度）的最優(yōu)工藝條件。同時，還分別用拉曼光譜儀、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和紅外光譜儀等測試儀器對活性炭的微觀結構進行了表征。并用KOH電解液，在兩電極體系中研究了豆粕活性炭的電化學性能。
　　結果表明：以KOH為活化劑時，在800 oC下隨著活化比例的增大，豆粕活性炭的石墨層間逐漸打開；當KOH/C為3時，活化溫度升高時，活性炭的石墨化程度先減小后增大

4、，炭結構蝕刻加劇。經(jīng)檢測，試樣DP-3-800具有超高的比表面積和優(yōu)越的分級孔結構。在電化學測試中，其比電容值可達250 F g-1。在5 A g-1的電流密度下，10000次循環(huán)后，其比電容值保持率為97％；以ZnCl2為活化劑時，隨著活化比例的升高，所得活性炭的石墨化程度先減小后增大。經(jīng)元素檢測分析，低溫下獲得的豆粕活性炭中含有氮元素，在其循環(huán)伏安測試曲線中可以清晰的看到氧化還原峰的存在，即在測試中有贗電容產(chǎn)生。測試結果顯示，試樣Z