探索热处理前后规则微孔炭电容性能研究

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2、rllf,rltll,'jf,rmrlllY1531352热处理前后规则微孔炭电容性能研究天津人学T程硕十学位论文Capacitanceperformanceoforderedmicroporouscarbonbeforeandafterheattreatment学科专业：化学工艺研究生：苏珍指导教师：王成扬教授杨全红教授天津大学化工学院二零零八年六月中文摘要本论文以研制具有较高比表面积、高化学稳定性和可控孔隙结构电极材料为目的，通过制备以Y型分子筛为模板的规则微孔炭，全面地研究了这种炭的微观结构，深入地考察了

3、它在水系电解液中的电化学性能，探讨了它作超级电容器电极材料的可能性。采用热处理的方法对它进行改性，深入研究了热处理前后的规则微孔炭的结构变化和电化学性能的改变。以Y型分子筛为模板，乙炔为碳源，用气相沉积法制备具有规则结构和高比表面积的多孔炭。所得多孔炭比表面积在3200m2／g以上，孔径分布较窄(

4、”的分化，因此双电层特性不好。但“两段”又分别体现出较好的双电层特性，且低电位段的质量比电容远高于高电位段的质量比电容。因此这种规则微孔炭具有不同于常规活性炭的独特的电化学电容性能。针对PFA虽具有较高的质量比电容(200F／g以上)但双电层电容性能较差的特点，本论文通过首次采用高温热处理的办法对其改性发现，高温热处理破坏了规则微孔炭的三维网状规则结构即其所复制Y型分子筛的(1l1)面结构被破坏，比表面积和总孔容都下降了，但没有改变它的微孔特性。在6mol／L的KOH电解液中进行电化学性能测试发现，随着热处理温度的提高，比电容虽然有所降低，但循环伏安曲线和

5、充放电曲线的“两段”特征却逐渐消失，表现出较好的双电层电容特性，并且热处理后的规则微孔炭具有优异的瞬间快速大电流充放电的性能和循环性能。热处理后的规则微孔炭具有较高的功率特性具有良好的能量密度和优异的功率密度，弥补了二次电池比功率低的缺陷，是一种具有很大实用化潜力的电极材料。关键词：微孔炭高温热处理孔结构双电层ABSTRACTInthispaper，wepreparedorderedporouscarbonusingtheY-zeoliteastemplatetodevelophighsurfacearea，chemicalstabilityandcont

6、rollableporestructureelectrodematerials，whichcanmeettheneedsofavarietyofapplications．Themicro—structureofthiscarbonmaterialwasstudiedindetail．Theelectrochemicalperformanceofthiscarbonininorganicelectrolytewasstudiedtoexplorethepossibilityofitusingassupercapacitorelectrodematerial．

7、Theheattreatmentmethodisusedtomodifyit．Thechangesinthestructureandelectrochemicalpropertiesoforderedmicroporouscarbonbeforeandafterheattreatedwerestudieddeeply．UsingYzeoliteastemplate，acety’leneascarbonsource，orderedhighsurfaceareaporouscarbonwaspreparedbyvapordepositionmethod．The

8、preparedcarbonisamicroporouscarbonmaterialwithsurfaceareahigherthan3200m2／gandnarrowporesizedistribution(<1nm)．Itisdifferentfromtheconventionalactivatedcarbonbecausethebasicstructureunitofitisthesinglewalledgraphitelayer，withoutoverlaylayers．Inthispaper，itisforthefirsttimetofindth

9、atthecyclicvoltammetry(CV)curvesa