高温热处理对无灰煤基活性炭电化学性能的影响
孔碧华
摘要：针对高温热处理对活性炭电化学性能的影响规律进行研究,可改进电极材料制备工艺以提升其能量密度,为促进其大规模应用提供技术支撑.以褐煤基无灰煤为原料,利用氢氧化钾活化制备无灰煤基活性炭,并以硝酸和氨水分别作为氮源,采用液相浸渍-高温热处理工艺对活性炭进行改性处理,并制成超级电容器电极材料.实验采用低温氮气吸附、傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对活性炭结构性能进行表征,通过恒流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法对活性炭电化学性能进行测试,对比高温热处理前后对活性炭表面结构与性质的差异及其对电化学性能的影响.研究表明,高温热处理后的活性炭石墨化程度增加,孔结构更加集中;表面官能团向石墨层内部转移,2种改性剂经热处理后的官能团变化明显,在高温热处理的条件下,HNO3改性主要增加了—COO—、C=O及C-OH等含氧官能团,而氨水则主要增加N-Q结构,C=O和C-OH有所减小,同时含氮基团的增加会对含氧基团的掺入起到一定的抑制作用.C=O和C-OH的存在会对材料的扩散内阻产生不利影响.用HNO3改性后的无灰煤基活性炭在50 mA/g的电流密度下,比电容可达到270 F/g,能量密度为24.38 Wh/kg,表现出更好的结构特性和电化学性能.
关键词：高温热处理无灰煤基活性炭电化学性能超级电容器表面官能团孔结构
分类号：TQ424(试剂与纯化学品的生产)
论文发表日期：2025-09-30
页数：8( 15-22 )
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