瀝青系多孔炭的結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、多孔炭是炭材料的一個(gè)重要的分支，傳統(tǒng)的多孔炭已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并應(yīng)用到化工、環(huán)境保護(hù)、食品等行業(yè)；新型多孔炭如高比表面積活性炭、中孔炭等具有極大的發(fā)展?jié)撡|(zhì)和提升空間，在催化劑載體、雙電層電容器、儲(chǔ)氫等高科技含量技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。針對(duì)多孔炭的形成機(jī)理、優(yōu)化制備條件、擴(kuò)大應(yīng)用范圍進(jìn)行研究與探討，具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文以瀝青系前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)特征作為切入點(diǎn)，考察前驅(qū)體之間內(nèi)部微結(jié)構(gòu)存在的差異對(duì)多孔炭材料最終性能的影響

2、。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各向同性前驅(qū)體微晶結(jié)構(gòu)缺陷較多，非晶碳或邊緣碳含量高，反應(yīng)活性較強(qiáng)，容易與活化劑發(fā)生更為充分的化學(xué)反應(yīng)而制造更多的孔隙，在堿/炭比為4:1時(shí)形成“雙峰型”孔徑分布，比表面積高達(dá)2913m2/g。以中間相炭微球?yàn)榍膀?qū)體進(jìn)行系統(tǒng)的活化實(shí)驗(yàn)工作，探尋前驅(qū)體結(jié)構(gòu)特性、熱處理?xiàng)l件、多孔炭微結(jié)構(gòu)及吸附性能之間存在的客觀規(guī)律，組裝的雙電層電容器比電容高達(dá)271F/g。實(shí)驗(yàn)從前驅(qū)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷和活化反應(yīng)兩方面進(jìn)行活化機(jī)理的探討，可以將各向異

3、性碳質(zhì)前驅(qū)體在相對(duì)緩和的條件下(堿/炭比為2:1)制備成高比表面積(2412m2/g)、高中孔率(41.5％).多孔炭材料；以活性中間相炭微球作為原料、膨脹石墨作為模板進(jìn)行多孔炭/膨脹石墨復(fù)合材料的制備，從膨脹石墨特有的結(jié)構(gòu)為出發(fā)，研究如何利用固體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的搭建為電子的傳導(dǎo)提供良好的通道，從而在不改變多孔炭孔結(jié)構(gòu)的前提下提高電極材料的雙電層電容性能，復(fù)合材料的雙電層比電容較純多孔炭電極提高20-30F/g。 本文以前驅(qū)體結(jié)構(gòu)