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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JulyActaPhys.鄄Chim.Sin.,2008,24(7)：1143-11481143[Article]www.whxb.pku.edu.cn活性炭电极材料的表面改性和性能鄢刘亚菲胡中华许琨郑祥伟高强(同济大学化学系,上海200092)摘要：以硝酸、双氧水、氨水三种化学试剂分别对活性炭进行表面改性,用N2吸附法和FTIR表征炭材料改性前后孔结构和表面官能团的变化.制备了以改性活性炭为电极材料,KOH溶液为电解质的模拟双电层电容器.用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法考察了双电层电容器的电化学性能.结果表明,
2、改性活性炭比表面积和平均孔径有所降低,并且在炭材料表面引入了含氧或含氮官能团,如—OH、CO、—NH2等,使炭材料的润湿性增强、电阻减小、电化学性能显著提高.用65%硝酸改性后炭材料的比容量最高达到250F·g-1,比原样炭提高了72.4%;实验电容器的漏电流急剧下降,只有3-18滋A,为原来电容器的漏电流(371滋A)的0.8%-4.9%.关键词：活性炭;双电层电容器;表面改性;电极材料;比电容中图分类号：O649SurfaceModificationandPerformanceofActivatedCarbonElectrodeMaterial鄢LIUYa鄄Fe
3、iHUZhong鄄HuaXUKunZHENGXiang鄄WeiGAOQiang(DepartmentofChemistry,TongjiUniversity,Shanghai200092,P.R.China)Abstract：Acommercialactivatedcarbonwasmodifiedbysurfacetreatmentusingthreechemicals,nitricacid,hydrogenperoxide,andammonia,respectively.ThemodifiedcarbonswerecharacterizedbyN2adsorpt
4、ion鄄desorptionisothermsandFTIRspectroscopy.Theresultantcarbonelectrode鄄basedelectricdouble鄄layercapacitors(EDLCs)wereassembledwith6mol·L-1KOHastheelectrolyte.TheinfluenceofsurfacemodificationontheperformanceofEDLCswasstudiedbygalvanostaticcharge鄄discharge,cyclicvoltammetry,andalternati
5、ngcurrentimpedance.Thesurfacemodificationresultedinnobigdecreaseinspecificsurfaceareaandlittledecreaseinaverageporesize,andintroducedfunctionalgroups,suchashydroxyl,carbonyl,andamidogen,onthecarbonsurface.Thesefunctionalgroupssignificantlyimprovedthewettabilityandreducedtheresistanceof
6、theactivatedcarbon.Asaresult,thespecificcapacitanceofthecarbonmodifiedwith65%HNOreached250F·g-1,72.4%higherthanthatoforiginalcarbon.The3leakagecurrentoftestingEDLCsdecreasedunexpectedlyto3-18滋A,only0.8%-4.9%thatoftheoriginalcarbonelectrode鄄basedEDLC(371滋A).KeyWords：Activatedcarbon;Elec
7、tricdouble鄄layercapacitor;Surfacemodification;Electrodematerial;Specificcapacitance[1,2]超级电容器(supercapacitor)是一种先进的储能电聚合物三大类型.与金属氧化物和导电聚合物器件,在信息技术、电动汽车、航空航天和国防科技相比,活性炭材料具有比表面大、导热和导电性能优等多个领域具有极其重要和广阔的应用前景.超级良、抗化学腐蚀性能好、热膨胀系数小、且价廉易得、电容器的电极材料主要有炭材料、金属氧化物和导易于实现工业化生产等优点,是目前唯一实用化的Received:J
