水热炭化-KOH活化制备核桃壳活性炭电极材料的研究
来源期刊：材料导报2018年第7期
论文作者：张传涛 邢宝林 黄光许 张双杰 张传祥 史长亮 朱阿辉 姚友恒 张青山
文章页码：1088 - 1093
关键词：核桃壳;水热炭化;活性炭;电极材料;电化学性能;
摘 要：以核桃壳为原料,经水热炭化-KOH活化制备活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。采用低温氮气吸附、扫描电镜（SEM）及X射线光电子能谱（XPS）等手段系统研究核桃壳活性炭的微观结构及表面化学性质,并利用恒流充放电、循环伏安等探讨其对应电极材料的电化学性能。研究表明,在碱碳比为3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下,核桃壳水热炭经KOH活化可制备出比表面积为1 236m2/g、总孔容为0.804cm3/g、中孔比例为38.3%的活性炭。该核桃壳活性炭用作电极材料在KOH电解液中具有优异的电化学特性,其在50mA/g电流密度下的比电容可达251F/g,5 000mA/g电流密度下的比电容为205F/g,且具有良好的循环稳定性,1 000次循环后比电容保持率达92.4%,是一种比较理想的超级电容器电极材料。核桃壳活性炭优异的电化学性能与其相互贯通的层次孔结构和独特的含氧表面密切相关。
张传涛1,2，邢宝林1,2，黄光许1,2，张双杰3，张传祥1,2，史长亮1,2，朱阿辉1，姚友恒1，张青山1
1. 河南理工大学化学化工学院2. 煤炭安全生产河南省协同创新中心3. 多氟多化工股份有限公司
摘 要：以核桃壳为原料,经水热炭化-KOH活化制备活性炭,并将其用作超级电容器电极材料。采用低温氮气吸附、扫描电镜（SEM）及X射线光电子能谱（XPS）等手段系统研究核桃壳活性炭的微观结构及表面化学性质,并利用恒流充放电、循环伏安等探讨其对应电极材料的电化学性能。研究表明,在碱碳比为3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下,核桃壳水热炭经KOH活化可制备出比表面积为1 236m2/g、总孔容为0.804cm3/g、中孔比例为38.3%的活性炭。该核桃壳活性炭用作电极材料在KOH电解液中具有优异的电化学特性,其在50mA/g电流密度下的比电容可达251F/g,5 000mA/g电流密度下的比电容为205F/g,且具有良好的循环稳定性,1 000次循环后比电容保持率达92.4%,是一种比较理想的超级电容器电极材料。核桃壳活性炭优异的电化学性能与其相互贯通的层次孔结构和独特的含氧表面密切相关。
关键词：核桃壳;水热炭化;活性炭;电极材料;电化学性能;
