本文關(guān)鍵詞：基于絲瓜瓤的活性碳及硫摻雜碳材料的制備及性能研究

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【摘要】：本文主要闡釋了生物質(zhì)活性碳(AC)及硫摻雜活性碳(SAC)的制備和超級(jí)電容器性能。通過不同質(zhì)量比例的KOH活化找到合適的活化比例,通過加入硫脲的KOH活化過程成功合成了含有硫元素的多孔活性炭材料,并通過了一系列表征對(duì)材料的物理化學(xué)性質(zhì)以及超級(jí)電容器性質(zhì)進(jìn)行了探究。通過紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、能譜儀(EDS)、比表面積儀(BET)對(duì)材料進(jìn)行了詳細(xì)的表征。通過電化學(xué)工作站和藍(lán)電電容測(cè)試對(duì)材料的超級(jí)電容器性能進(jìn)行了測(cè)試。以曬干的絲瓜瓤為原材料,通過加熱后進(jìn)行KOH活化得到多孔活性碳材料。測(cè)試結(jié)果表明,材料經(jīng)過活化后仍為無定型碳,具有較多的含氧官能團(tuán),具有的比表面積最大為1496 m2g-1,當(dāng)mc:mKOH=1:1(碳材料和KOH質(zhì)量比)時(shí)獲得的活性碳材料在6 M KOH電解液中,最大比電容為169.7F g-1。以曬干的絲瓜瓤為主體材料,通過加熱后采用硫脲、KOH混合活化得到含硫多孔活性炭材料,利用得到的mcmKOH=1:1為最優(yōu)活化比,改變硫脲的用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果表明,得到了含硫量為1.5~14.32%的硫摻雜活性碳。在活化質(zhì)量比為mc:mKOH:m硫脲=1:1:1得到性能最優(yōu)異的材料,其比表面積為1103 m2g-1,孔徑分布優(yōu)良,含硫量為8.32%,在6M KOH電解液中進(jìn)行測(cè)試,電流密度為1 A·g-1時(shí)比電容達(dá)到了224.3 F·g-1,在電流密度為10 A·g-1時(shí)循環(huán)1W圈后比電容保持率幾乎為100%,在電流密度為0.1 A·g-1時(shí)最高的比電容達(dá)到了261.3 F·g-1。相較于同樣條件制備的AC電流密度為1 A·g-1時(shí)比電容為169 F·g-1,比電容提升量為34%。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ424.1;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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1 周鵬偉;李寶華;康飛宇;曾毓群;;椰殼活性炭基超級(jí)電容器的研制與開發(fā)[J];新型炭材料;2006年02期

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本文編號(hào)：1270380