活性炭制备及双电层电容器性能研究

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1、活性炭制备及双电层电容器性能研究陈锦连伍宝珊辺翠媚李佳怡陈星阳周建敏广东石油化工学院化学工程学院摘要:以葡萄糖为原料,采用KOH活化法制备具有高比表面积的活性炭,并用这个电极材料组装制成双电层电容器。通过扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗、X射线衍射(XRD)、恒流充放电和循环伏安(CV)等方法研究了该材料的屯化学性能、表而形态和结构等。结果表明,所制备的材料电容器的电流为1A,比电容为156F•它在lmol•LlKOH的水系电解液中显示较好的电容性能,具有较高应用前景。关键词:葡萄糖;活性炭;双电层电容器;作者简介:周建敏(1965-),女,河北抚

2、宁人,汉族,硕士,教授,主要研究方向:从事水处理、催化、电化学及材料方面的研究等。收稿日期:2017-09-05基金:广东石油化工学院2017年大学生创新创业校级培育计划项目(2017pyC008)StudyonthepreparationofactivatedcarbonandthepropertiesofdoublelayercapacitorsCHENJin-lianWUBao-shanLIANGCui-meiLIJia-yiCHENXing-yangZHOUJian-minChemicalEngineeringCollegeofGuangdo

3、ngPetrochemicalUniversity;Abstract:Usingglucoseasrawmaterial,activatedcarbonwithhighspecificsurfaceareawaspreparedbyKOHactivationmethodandassembledwiththiselectrodematerial.Theelectricdoublelayercapacitorismade.Theelectrochemicalproperties,surfacemorphologyandstructureofthemate

4、rialswerestudiedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),ACimpedance,X-raydiffraction(XRD),constantcurrentchargedischargeandcyclicvoltammetry(CV).Theresultsshowthatthecurrentofthematerialcapacitoris1A,thespecificcapacitaneeis156F•g_1,itshowsbettercapacitanceperformancein1mol•L'1KOIIaq

5、ueouselectrolyte,andhashighapplicationprospect.Keyword:glucose;activatedcarbon;electricdoublelayercapacitor;Received:2017-09-05双电层电容器以无环境污染、大功率、长寿命等优点受到广泛的关注和研究山。炭纤维、活性炭、碳纳米管、炭气凝胶为双电层电容器的主要电极材料。活性炭具有便宜的价格、高储电容量、比表面积大等优点,这种双电层电容器材料是非常有前景的⑵。而且葡萄糖含碳量很高,是制备活性炭的优选材料,具有很大的应用前景和研究价值。利

6、用K0II活化造孔是一种效率很高的活性炭制备方法固。在温度很高的条件下,保护碳粉能够氧化生成许多的co2,能够有效的隔绝外界的氧气进入1甘烟里面与活性炭发生反应,则达到了提高活性炭生产的效率赵L本文用石油焦碳粉保护方法制备葡萄糖基活性炭,而U对其双电层电容器的性能展开深入的研究。1实验部分1.1试剂与仪器葡萄糖、KOH、60%PTEF溶液、高纯氮气、无水乙醇、盐酸。电化学工作站;粉碎机;高温管式炉;抽虑机;磁力搅拌器;真空干燥箱;纽扣电池液压器;三电极电解池;超声波清洗机和电子天平各1台;扣式电池壳;弹簧片隔膜纸;Pt电极;垫片;氢电极。1.2实验步

7、骤1.2.1材料的制备我们选择了典型的KOH活化法,用于从葡萄糖驱动的碳前体中产牛活性炭。(1)活性炭前驱体的制备log葡萄糖用40II1L去离子水溶解,后转移到一个50mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢高温高压合成釜,然后维持在180°C,4ho热液产品进一步放置在陶瓷坦埸(含盖)在400°C的马弗炉内加热lh。(2)活化造孔制备活性炭一定数量的前驱体混合K0II(1:2,w/w)去离子水形成均匀的浆,然后将碳浆放进含盖子的银容器,把装有碳浆的银容器放进不锈钢盒子,盖上石油焦炭粉(100目)。后在以2°C-min为升温速率的保护系统中加热到800°C并在马

8、弗炉中放置lh。待冷却后,用2倍的HCL和去离子水清洗,洗净后在真空中烘干。1.2.2电极制备分别称取5.0

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