煤基活性泡沫炭制備及用于超級電容器性能研究.pdf

1、以全組分族分離所得的煤疏中質組經(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CaO，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構形成的影響；通過電化學性能測試，重點分析了孔結構與電化學性能的關系，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

2、生泡沫炭破壞了原本豐富的泡孔結構，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，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

3、巒型階梯式層次孔且比表面積超過2300m2/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孔徑段內的孔結構參數(shù)均具有高度線性相關（Radj2均在0.9左右）；綜合各層次孔類型，比電容量與1.5