硝酸改性无灰煤基多孔炭电极材料的制备
来源期刊:功能材料2018年第5期
论文作者:侯彩霞 孔碧华 樊丽华 郭秉霖 许立军
文章页码:5137 - 5144
关键词:无灰煤;多孔炭;硝酸氧化;超级电容器;表面官能团;
摘 要:以褐煤基无灰煤为原料,采用KOH活化法制备多孔炭材料(PC),通过不同浓度HNO3对多孔炭进行氧化改性,利用N2等温吸附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对多孔炭进行表征,结合恒流充放电(GC)、循环伏安(CV)和交流阻抗的测试结果,考察浓度对多孔炭孔结构、表面性质以及电化学性能的影响。研究表明,随着HNO3浓度的增加,多孔炭的比表面积逐渐降低,润湿性提高;用1%HNO3改性的多孔炭N-5、C—O及O—C—O含量增加明显,在50mA/g的电流密度下,比电容可达273F/g,相比未改性的多孔炭,比电容量增长了22.4%;在5 000mA/g的电流密度下,比电容保持率能达到80.4%,且在1 000次循环后,比电容仍具有95.2%的保持率,具有良好的电化学性能。
侯彩霞1,2,孔碧华1,樊丽华1,2,郭秉霖1,许立军1
1. 华北理工大学化学工程学院2. 河北省环境光电催化材料重点实验室
摘 要:以褐煤基无灰煤为原料,采用KOH活化法制备多孔炭材料(PC),通过不同浓度HNO3对多孔炭进行氧化改性,利用N2等温吸附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对多孔炭进行表征,结合恒流充放电(GC)、循环伏安(CV)和交流阻抗的测试结果,考察浓度对多孔炭孔结构、表面性质以及电化学性能的影响。研究表明,随着HNO3浓度的增加,多孔炭的比表面积逐渐降低,润湿性提高;用1%HNO3改性的多孔炭N-5、C—O及O—C—O含量增加明显,在50mA/g的电流密度下,比电容可达273F/g,相比未改性的多孔炭,比电容量增长了22.4%;在5 000mA/g的电流密度下,比电容保持率能达到80.4%,且在1 000次循环后,比电容仍具有95.2%的保持率,具有良好的电化学性能。
关键词:无灰煤;多孔炭;硝酸氧化;超级电容器;表面官能团;