豆粕活性炭的微觀結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器因其充電時(shí)間短、工作壽命長(zhǎng)、使用溫度范圍寬、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)異的性能，使其在儲(chǔ)能領(lǐng)域得以突顯。目前，人們主要研究超級(jí)電容器的電極材料，以獲得高比容的超級(jí)電容器。而炭材料更以高比表面積、優(yōu)異的電化學(xué)性能、綠色無(wú)污染等特點(diǎn)受到廣大科研工作者的青睞。在此，為了得到高比電容炭電極材料，我們主要進(jìn)行了如下工作。
　　本文以豆粕為炭源：（1）首先在400 oC條件下對(duì)豆粕進(jìn)行預(yù)炭化，然后以KOH為活化劑，采用KOH/C之比（質(zhì)量比）為

2、1、2、3、4在800 oC對(duì)預(yù)炭化所得炭粉進(jìn)行活化探索活化比例對(duì)活性炭DP-X-Y（X：活化比例；Y：活化溫度）結(jié)構(gòu)性能的影響；另外還在KOH/C之比為3時(shí)，分別在600、700、800、900 oC下進(jìn)行活化探索溫度對(duì)活性炭結(jié)構(gòu)性能的影響（2）用ZnCl2作為活化劑，在550 oC下以ZnCl2/DP（氯化鋅/豆粕）之比（質(zhì)量比）分別為0.5、1、2對(duì)豆粕進(jìn)行活化；同時(shí)，當(dāng)ZnCl2/DP為1時(shí)，還在450oC和600oC對(duì)豆粕進(jìn)行

3、活化，以探索制備活性炭ZDP-X-Y（X：活化比例；Y：活化溫度）的最優(yōu)工藝條件。同時(shí)，還分別用拉曼光譜儀、X射線(xiàn)衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和紅外光譜儀等測(cè)試儀器對(duì)活性炭的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。并用KOH電解液，在兩電極體系中研究了豆粕活性炭的電化學(xué)性能。
　　結(jié)果表明：以KOH為活化劑時(shí)，在800 oC下隨著活化比例的增大，豆粕活性炭的石墨層間逐漸打開(kāi)；當(dāng)KOH/C為3時(shí)，活化溫度升高時(shí)，活性炭的石墨化程度先減小后增大

4、，炭結(jié)構(gòu)蝕刻加劇。經(jīng)檢測(cè)，試樣DP-3-800具有超高的比表面積和優(yōu)越的分級(jí)孔結(jié)構(gòu)。在電化學(xué)測(cè)試中，其比電容值可達(dá)250 F g-1。在5 A g-1的電流密度下，10000次循環(huán)后，其比電容值保持率為97％；以ZnCl2為活化劑時(shí)，隨著活化比例的升高，所得活性炭的石墨化程度先減小后增大。經(jīng)元素檢測(cè)分析，低溫下獲得的豆粕活性炭中含有氮元素，在其循環(huán)伏安測(cè)試曲線(xiàn)中可以清晰的看到氧化還原峰的存在，即在測(cè)試中有贗電容產(chǎn)生。測(cè)試結(jié)果顯示，試樣Z