神府煤制備超級電容器用活性炭研究.pdf

1、活性炭作為超級電容器理想的電極材料引起研究工作者的廣泛關(guān)注，如何制備高比表面積、孔徑結(jié)構(gòu)分布合理的廉價(jià)活性炭電極材料對超級電容器應(yīng)用發(fā)展有著十分重要的意義。 本文系統(tǒng)研究了以神府煤(SFC)和線型酚醛樹脂(PF)為原料，采用C02物理活化法制備高性能超級電容器用活性炭的工藝條件。重點(diǎn)研究了SFC/PF共混物的混合方法以及PF在SFC／PF共混物中的含量對活性炭的孔結(jié)構(gòu)與性能的影響。 在SFC與PF熱重分析的基礎(chǔ)上研究了炭

2、化工藝條件、活化工藝條件對活性炭結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過測定收率、碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值以及低溫N2吸附表征炭化、活化工藝條件對SFC基活性炭的結(jié)構(gòu)和性能的影響，以6mol/L的NaOH為電解液，采用循環(huán)伏安法研究了活性炭電極的循環(huán)伏安特性。結(jié)果表明：在炭化終溫為600℃、炭化升溫速率為 10℃/min、炭化時(shí)間為60min，活化溫度為850℃、CO<,2>流量為400mL/min、活化時(shí)間為120min的工藝條件下得到SFC基活性炭的

3、碘值、亞甲基藍(lán)值、比表面積分別為980mg/g、97.6mg/g和981m<'2>/g，比電容為23F/g。 通過碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值、體積電阻率、紅外光譜分析、X射線衍射分析以及循環(huán)伏安法系統(tǒng)研究SFC/PF共混物的混合方法以及PF在SFC/PF共混物中的含量對活性炭的結(jié)構(gòu)與性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：SFC與PF混合后可提高活性炭的碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和比表面積，并增加活性炭表面O-H官能團(tuán)，同時(shí)也降低活性炭的體積電阻

4、率。利用SFC與PF球磨后前驅(qū)體制備活性炭的比電容，在PF∶Coal(w/w)為4∶20時(shí)活性炭比電容達(dá)到28.3F/g；利用浸漬方法混合SFC與PF，在PF乙醇溶液的濃度達(dá)到5％時(shí)，得到共混物制備活性炭的比電容為39.4F/g。 為了探討SFC中灰分對SFC/PF共混物活性炭性能的影響，SFC進(jìn)行脫灰處理后與PF通過浸漬方式混合，結(jié)果表明：利用脫灰SFC與PF混合后制備的活性炭的灰分含量由10.6％下降到2.2％，電阻率由2.