蜂巢状多孔明胶制备高性能超级电容器用活性炭
本文选题:多孔明胶 + 蜂巢状 ; 参考:《物理化学学报》2017年11期
【摘要】:近年来,以生物质为前驱体来制备碳材料因其资源丰富、廉价易得、无污染且可再生等优点而引起人们的广泛关注。本文将生物质明胶制备成呈蜂巢状的多孔结构,并以此为前驱体经碳化、活化制备活性炭。研究表明,与商品化明胶相比,由多孔明胶所制备的活性炭其比表面积(可高达3692 m~2?g1)及超级电容器性能均有明显提升。在6 mol?L~(-1) KOH水溶液中,由多孔明胶经600°C碳化、700°C KOH活化所制备的活性炭,在1 A?g~(-1)的放电容量为357 F?g~(-1),即使在100 A?g~(-1)的大电流密度下,其比电容仍可维持在227 F?g~(-1)。活性炭样品也表现出优异的循环稳定性,在10 A?g~(-1)下经7500圈循环稳定性测试后,其初始容量保持率高达93.0%。而且,以该活性炭组装的对称型超级电容器,在250、2500及25000 W?kg~(-1)的功率密度下,其能量密度分别为10.3、9.7和8.2 Wh?kg~(-1);在10 A?g~(-1)下经10000次循环后,容量保持率高达97.6%。这些研究结果表明由蜂巢状多孔明胶所制备的活性炭在高性能超级电容器中具有巨大的应用潜力。
[Abstract]:In recent years, the preparation of carbon materials using biomass as precursors has attracted wide attention due to its advantages of rich resources, cheap and easy to obtain, pollution-free and renewable. In this paper, biomass gelatin was prepared into a honeycomb porous structure, which was used as precursor to carbonize and activate to prepare activated carbon. The results show that compared with commercial gelatin, the specific surface area of activated carbon prepared from porous gelatin (up to 3692 mm2 / g ~ (-1) and the properties of supercapacitors are significantly improved. The activated carbon prepared by the activation of porous gelatin with 600 掳C carbonized 700 掳C Koh has a discharge capacity of 357 FG ~ (-1) in 6 mol / L ~ (-1) Koh aqueous solution. Even at a high current density of 100 Ag ~ (-1), the specific capacitance of the activated carbon can be maintained at 227 FG ~ (-1). The activated carbon samples also showed excellent cyclic stability. After 7500 cycles of cyclic stability tests, the initial capacity retention rate of the activated carbon samples was as high as 93.0g ~ (-1). Moreover, the energy densities of the symmetric supercapacitors assembled with the activated carbon at the power densities of 2500W / 2500W / kg and 25000 WN / kg ~ (-1) were 10.3C ~ (9.7) and 8.2WN / kg ~ (-1), respectively, and after 10000 cycles at 10 Ag ~ (-1), the capacity retention rate of the supercapacitors was as high as 97.6%. These results indicate that activated carbon prepared from honeycomb porous gelatin has great application potential in high performance supercapacitors.
【作者单位】: 武汉大学化学与分子科学学院化学电源材料与技术湖北省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(221673164)资助项目~~
【分类号】:TM53
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本文编号:2007847
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