瀝青系多孔炭的結(jié)構(gòu)及其電化學性能的研究.pdf

1、多孔炭是炭材料的一個重要的分支，傳統(tǒng)的多孔炭已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并應(yīng)用到化工、環(huán)境保護、食品等行業(yè)；新型多孔炭如高比表面積活性炭、中孔炭等具有極大的發(fā)展?jié)撡|(zhì)和提升空間，在催化劑載體、雙電層電容器、儲氫等高科技含量技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。針對多孔炭的形成機理、優(yōu)化制備條件、擴大應(yīng)用范圍進行研究與探討，具有十分重要的理論意義和實用價值。 本文以瀝青系前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)特征作為切入點，考察前驅(qū)體之間內(nèi)部微結(jié)構(gòu)存在的差異對多孔炭材料最終性能的影響

2、。實驗發(fā)現(xiàn)，各向同性前驅(qū)體微晶結(jié)構(gòu)缺陷較多，非晶碳或邊緣碳含量高，反應(yīng)活性較強，容易與活化劑發(fā)生更為充分的化學反應(yīng)而制造更多的孔隙，在堿/炭比為4:1時形成“雙峰型”孔徑分布，比表面積高達2913m2/g。以中間相炭微球為前驅(qū)體進行系統(tǒng)的活化實驗工作，探尋前驅(qū)體結(jié)構(gòu)特性、熱處理條件、多孔炭微結(jié)構(gòu)及吸附性能之間存在的客觀規(guī)律，組裝的雙電層電容器比電容高達271F/g。實驗從前驅(qū)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷和活化反應(yīng)兩方面進行活化機理的探討，可以將各向異

3、性碳質(zhì)前驅(qū)體在相對緩和的條件下(堿/炭比為2:1)制備成高比表面積(2412m2/g)、高中孔率(41.5％).多孔炭材料；以活性中間相炭微球作為原料、膨脹石墨作為模板進行多孔炭/膨脹石墨復合材料的制備，從膨脹石墨特有的結(jié)構(gòu)為出發(fā)，研究如何利用固體空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的搭建為電子的傳導提供良好的通道，從而在不改變多孔炭孔結(jié)構(gòu)的前提下提高電極材料的雙電層電容性能，復合材料的雙電層比電容較純多孔炭電極提高20-30F/g。 本文以前驅(qū)體結(jié)構(gòu)