本文關(guān)鍵詞：煤基活性泡沫炭制備及用于超級電容器性能研究

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【摘要】：以全組分族分離所得的煤疏中質(zhì)組經(jīng)炭化所得初生泡沫炭為原料,采用KOH活化法與水蒸氣活化法制備出活性泡沫炭,分別考察了活化溫度、活化時間、KOH溶液配比、浸泡方式和添加Ca O,以及活化時間和初生泡沫炭形態(tài)等因素對活性泡沫炭孔結(jié)構(gòu)形成的影響;通過電化學性能測試,重點分析了孔結(jié)構(gòu)與電化學性能的關(guān)系,并探討了活性泡沫炭的制備工藝和電極片的制備組裝方法的優(yōu)化和改進。結(jié)果表明:水蒸氣活化所得活性泡沫炭比表面積和總孔容處于較低水平;粉狀初生泡沫炭破壞了原本豐富的泡孔結(jié)構(gòu),使堆密度增大,活化效果不佳。KOH活化效果強于水蒸氣活化,KOH溶液與塊狀初生泡沫炭浸泡后抽真空加熱或添加CaO均有利于制備高總孔容和高比表面積的活性泡沫炭;孔徑分布出峰位置相似性較強;在一定范圍內(nèi),活化溫度升高使總孔容先增大后減小,活化時間延長會使比表面積減小,KOH溶液配比增大使比表面積和總孔容積均先增大后減小。制備出了巒型階梯式、峰型階梯式和彌散式三種層次孔類型的活性泡沫炭。其中,具備巒型階梯式層次孔且比表面積超過2300 m2/g時,樣品有較高的比電容量(25 mA/g,220~240 F/g),這是因為其在0.899~3 nm孔徑段內(nèi)呈現(xiàn)高度類似的高階梯式連續(xù)分布不僅提供了高比表面積使儲能場所充足,還提供了多且連續(xù)變化的孔道降低了離子傳輸阻力;階梯式層次孔分布的樣品,比電容量與1.54~2.53 nm和2~5 nm孔徑段內(nèi)的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)均具有高度線性相關(guān)(Radj2均在0.9左右);綜合各層次孔類型,比電容量與1.54~2.53nm孔徑段內(nèi)的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)仍具有高度線性相關(guān)(Radj2=0.898),且收縮與擴張孔徑范圍均會使Radj2降低。制備方法優(yōu)化后,不浸泡電極片的情況下,CACF-3號活性泡沫炭能得到最高的比電容量282.39 F/g(25 mA/g)。
【關(guān)鍵詞】：活性泡沫炭 孔結(jié)構(gòu) 超級電容器 電化學性能
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TM53
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 緒論18-33
• 1.1 研究背景與意義18-19
• 1.2 主要研究內(nèi)容19
• 1.3 文獻綜述19-33
• 2 實驗部分33-38
• 2.1 原料準備33
• 2.2 儀器及試劑33-34
• 2.3 實驗方法34-38
• 3 活性泡沫炭的制備38-52
• 3.1 水蒸氣活化法制備活性泡沫炭38-42
• 3.2 KOH活化法制備活性泡沫炭42-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 4 活性泡沫炭用于超級電容器的性能研究52-76
• 4.1 活性泡沫炭制備條件對電化學性能的影響52-63
• 4.2 孔結(jié)構(gòu)對電化學性能的影響63-74
• 4.3 本章小結(jié)74-76
• 5 活性泡沫炭電極片制備與組裝方法76-84
• 5.1 電極片制備方法76-79
• 5.2 電極片組裝方法79-83
• 5.3 本章小結(jié)83-84
• 6 結(jié)論與建議84-86
• 6.1 結(jié)論84
• 6.2 建議84-86
• 參考文獻86-92
• 作者簡歷92-94
• 學位論文數(shù)據(jù)集94

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1 李同起,王成揚;中間相瀝青基泡沫炭的制備與結(jié)構(gòu)表征[J];無機材料學報;2005年06期

2 王小憲;李鐵虎;魏宏艷;林起浪;冀勇斌;;泡沫炭的制備和性能[J];材料導報;2005年05期

3 孫大航;劉貴山;邱介山;馬鐵成;;磷酸鹽浸漬泡沫炭的抗氧化性能研究[J];硅酸鹽通報;2006年06期

4 陳青香;李鐵虎;莊強;李風娟;程有亮;;制備工藝對中間相瀝青基泡沫炭結(jié)構(gòu)的影響[J];炭素技術(shù);2010年04期

5 趙景飛;李鐵虎;高長超;趙廷凱;;泡沫炭的最新研究進展[J];炭素技術(shù);2011年05期

6 趙鑫;李偉;劉守新;李斌;;泡沫炭的制備及應用[J];林產(chǎn)化學與工業(yè);2012年03期

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8 安秉學;李同起;王成揚;;發(fā)泡條件對中間相瀝青基泡沫炭形成的影響[J];炭素技術(shù);2005年06期

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1 王銳;劉守新;;熱塑性樹脂基落葉松泡沫炭的制備[A];第九屆中國林業(yè)青年學術(shù)年會論文摘要集[C];2010年

2 張偉;王成揚;王妹先;張曉林;;石油系中間相瀝青基泡沫炭的制備研究[A];第20屆炭—石墨材料學術(shù)會論文集[C];2006年

3 肖南;凌錚;王六平;周穎;邱介山;;有序中孔炭/泡沫炭整體結(jié)構(gòu)復合材料的制備及性能研究[A];第22屆炭—石墨材料學術(shù)會論文集[C];2010年

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1 王銳;網(wǎng)狀木質(zhì)基泡沫炭的制備與表征[D];東北林業(yè)大學;2011年

2 戈敏;中間相瀝青基泡沫炭的制備及其應用研究[D];北京化工大學;2006年

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6 陳航;煤基活性泡沫炭制備及用于超級電容器性能研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

7 張翠翠;泡沫炭的結(jié)構(gòu)控制及其應用探索[D];華東理工大學;2011年

8 李平;中間相瀝青基泡沫炭的制備及性能研究[D];大連理工大學;2005年

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