含氧官能团对活性炭电极材料电化学性能影响.pdf

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1、含氧官能团对活性炭电极材料电化学性能影响王力，张传祥，段玉玲，邢宝林，张亚飞l(1．河南理工大学材料科学与工程学院，河南焦作454003；2．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454003)摘要：用不同温度热处理腐植酸基活性炭制备超级电容器用炭电极材料，在3mollL的KOH电解液中研究了表面含氧官能团对电极电化学性能的影响。采用低温N吸附、元素分析和傅里叶红外光谱(FTIR)表征活性炭孔结构和表面性质。研究结果表明。不同温度热处理后活性炭的比表面积和孔容变化不大。表面含氧量减小。且活性炭表面的含氧官能团种类含量发生了变化。由FTIR

2、的分析结果判断，活性炭电极材料的漏电和贮存性能主要是受表面含氧官能团醛基、羧基、羰基和羟基的影响。在大电流充放电时，高温处理后炭电极比电容的衰减率明显低于处理前。关键词：超级电容器；腐植酸；活性炭；含氧官能团；电化学性能中图分类号：TM53文献标识码：A文章编号：1002—087X(2015)06-1248—03EffectsofoxygenfunctionalgroupsonelectrochemicalperformanceofactivatedcarbonWANGLi，ZHANGChuan—xiang，DUANYu-ling~，XIN

3、GBao—lin，ZHANGYa-fei．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，JiaozuoHenan454003，China；2．SchoolofEnersyScicnccandEngineering，HcnanPolytechnicUniversity，]iaozuortenan454003。~ina)Abstract：Theelectrodesforelectricdouble-layercapacitors(EDLCs)supercapa

4、citorwerepreparedbytheheattreatmentofhumicacidactivatedcarbonatd晰erenttemperatures．Theeffectsofthesurfaceoxygenfunctionalgroupsontheelectrochemicalperformancewerestudiedin3mol／LKOHelectrolyte．Theporousstructureandsurfacepropertiesoftheactivatedcarbonwereinvestigatedbylowte

5、mperaturenitrogenadsorption，elementanalysisandFTIR。respectively．111eresultsshowthalthesurfaceareaandporevolumechangelittle。surfaceoxygencontentreducesandsurfaceoxygengroupsspecieschangeafterheattreatmentatdiferenttemperatures．FTIRanalysisindicatethattheleakageandstorageper

6、formancearemainlyafectedbythesurfaceoxygenfunctionalgroupssuchasaldehyde，carboxyl。carbonylandhydroxylgroup．Inthelargecurrentchargeanddischargeandafterhightemperaturetreatment，thedecayrateofspecificcapacitanceofthecarbonelectrodeissignificantlylowerthanbeforetreatment．Keywo

7、rds：supercapacitors；humicacid；activatedcarbon；oxygenfunctionalgroups；electrochemicalproperties活性炭以制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及电性，而且还要具有较好的浸润性。活性炭表面含氧官能团的良好的电化学稳定性等特点成为目前用于超级电容器的主要存在，对活性炭表面的亲水性及电极反应电位都会产生重要电极材料之一I1l。一般认为，超级电容器的比电容主要是由活影响。因此，超级电容器的比电容、内阻、耐压、寿命、漏电特性性炭电极表面形成的双电层贡献，因此

8、，往往通过提高活性炭等都将受到活性炭表面含氧官能团的影响。深人研究官能材料比表面积来提高电容器的比电容【21。然而影响超级电容器团对电极性能的影响，对超级电容器电极材料的制备具有