生物質(zhì)衍生的活性碳在能量存儲和環(huán)境保護(hù)中具有重要的應(yīng)用潛力。以柚子皮為前驅(qū)體,乙酸鋅為活化劑,通過一步法制備柚子皮衍生的活性碳。通過掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）和拉曼光譜（Raman）對其進(jìn)行表征。結(jié)果表明,制備的活性碳具有大量的納米尺寸孔以及高的石墨化程度。將該活性碳材料制備成超級電容器的電極,在電流密度為1 A·g^-1時,其比電容可以達(dá)到210.5 F·g^-1,在5 A·g^-1電流密度下充放電循環(huán)5 000圈,其容量保持率為88.5%。在去除水中亞甲基藍(lán)的研究中,Langmuir等溫吸附模型和準(zhǔn)一級動力學(xué)模型能更好地描述吸附動力學(xué)和吸附平衡過程,Langmuir單層最大吸附量能達(dá)到125.0 mg·g^-1。 

【文章來源】：硅酸鹽通報. 2020,39(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

樣品的SEM照片

圖2(b)為樣品的拉曼光譜。如圖所示,在1 350 cm-1附近的峰對應(yīng)于D峰,D峰是由樣品的缺陷和無序性引起的;在1 580 cm-1附近的G峰主要是由sp2雜化的碳原子的面內(nèi)振動引起的。G峰和D峰的強度之比IG/ID能夠反映樣品的石墨化程度,通過計算,樣品SDC和ZSDC的IG/ID值分別為0.98和1.03。ZSDC具有高的IG/ID值,說明其石墨化程度高,這與XRD表征結(jié)果相一致。石墨化程度高有利于增大電極材料的導(dǎo)電性,提高其比電容和倍率性能[15]。2.2 電化學(xué)性能測試

圖3(a)為樣品在掃速為20 mV·s-1時的CV曲線對比圖,由圖可知:兩個樣品的CV曲線都近似為矩形,表現(xiàn)為典型的雙電層特性;ZSDC經(jīng)過乙酸鋅處理后,其CV曲線對稱性增加,更接近矩形;樣品的比電容隨CV曲線面積的增加而增加,通過對比,ZSDC的CV曲線的面積要比SDC大,說明其具有更高的比容量。圖3(b)為樣品在電流密度為1 A·g-1下的GCD對比曲線,與SDC相比,ZSDC曲線更接近對稱的等腰三角形,說明其具有典型的雙電層電容特性;同時,ZSDC的GCD曲線具有更長的放電時間,說明其比電容值高,這與上述CV曲線結(jié)果一致。圖3(c)～(f)為樣品在不同掃速下的CV曲線和GCD曲線。在不同掃速下,樣品CV曲線的形狀均近似矩形,說明其具有雙電層電容特性。隨著掃速的增大,兩樣品CV曲線的形狀基本保持不變,說明樣品具有好的充放電特性,倍率性能好。在1 A·g-1到5 A·g-1的電流密度下,樣品的GCD曲線都保持為對稱的三角形,沒有明顯的內(nèi)阻降,說明材料具有典型的雙電層電容特性和良好的充放電可逆性。


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