醇溶劑體系炭氣凝膠的常壓干燥制備及超級(jí)電容特性研究.pdf

1、中山大學(xué)碩士學(xué)位論文Y766959醇溶劑體系炭氣凝膠的常壓干燥制備及超級(jí)電容特性研究專業(yè)：高分子化學(xué)與物理學(xué)化中請(qǐng)人：雷勇強(qiáng)指導(dǎo)教帥：符若文教授答辯委蔓席：委員：釤乳二oo五年六月密度和較高的功率密度。采用不同溶劑的凝膠反應(yīng)機(jī)理基本相同，即溶劑用量大則形成的氣凝膠和炭氣凝膠孔徑增大，微孔增多。由于沸點(diǎn)和表面張力的不同，甲醇溶劑體系氣凝膠干燥收縮大而導(dǎo)致孔徑小，相應(yīng)炭氣凝膠(CAMR)比表面積降低。CAIR和乙醇溶劑體系炭氣凝膠(CA—E

2、li)的：fL結(jié)構(gòu)和性能接近。中孔和微孑L對(duì)比電容均有貢獻(xiàn)但以中孔對(duì)材料的電容貢獻(xiàn)為主，孔徑為5lOnm的中孔比10nm以上中孔的電容效應(yīng)更大。六次甲基四胺(HMTA)在凝膠反應(yīng)中同時(shí)起催化劑和交聯(lián)劑的作用。HMTA用量減少，氣凝膠干燥收縮加劇造成相應(yīng)的炭氣凝膠(CA—RC)密度大而孔徑小。由于HMTA的交聯(lián)作用，炭氣凝膠CA—RC的微孔含量隨R／C降低而增加，中孔比表面降低，孔徑分布變寬。擴(kuò)散電阻受孔徑分布和孔含量的雙重影響。CARC

3、36的質(zhì)量比電容最大，孑L徑最大的CA—RCl8功率密度最大。提高凝膠化溫度可縮短凝膠化時(shí)間，但不同凝膠化溫度得到的炭氣凝膠比電容差別小，說明高溫只加速了反應(yīng)，對(duì)氣凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響不大。800“C以下炭化程度低而孑L隙率低，所得炭氣凝膠比電容也低。900“C是較理想的炭化溫度。3活化改性制備炭氣凝膠及其電化學(xué)性能KOH活化能增加炭氣凝膠的微孔含量，并且把大微孔刻蝕成孔徑更大的小中孔。KOH對(duì)氣凝膠的活化主要表現(xiàn)為刻蝕作用而鉀蒸汽的擠壓

4、插層致孔其次，其機(jī)理有別于纖維和樹脂的活化。由于表面基團(tuán)的引入，活化得到的炭氣凝膠內(nèi)阻增大而功率較低?；罨嵌喾N作用的結(jié)果，總體現(xiàn)為微孔增加而中孔變化不大，因此活化后比電容增加不大。NaH2P04活化具有和磷酸活化一樣的作用機(jī)理，即原位化學(xué)刻蝕增大孔徑。與KOH活化相比，NaH2P04活化沒有增加微孑L含量也沒有在炭氣凝膠(ACAP2RC)的表面引入活性功能團(tuán)，ACAP2RC的比功率更大但比電容沒有增加?？讖皆龃笥欣诮档蛢?nèi)阻，但孔徑太