超级电容器用马尾藻基活性炭的制备及其电化学性能研究

发布时间：2020-12-30 00:53

　　超级电容器是一种利用双电层原理进行电荷储存的储能元件,它的出现可以有效填补传统电容器和充电电池之间的空白。与传统电容器相比,超级电容器具有更大的电容量、更高的能量密度以及更宽的工作温度范围。与充电电池相比,超级电容器则具有功率密度高、充放电时间短、使用寿命长、安全性能高等优点,并且对环境无污染。因此,超级电容器被认为是未来最具有应用前景的储能设备之一。影响超级电容器电化学性能的因素有很多,其中最重要的影响因素是电极材料的选择,因此电极材料制备和性能优化被认为是改善超级电容器电化学性能的最有效措施。其中碳电极材料因其原料来源广泛、制备工艺简单、价格低廉、导电性良好,以及在电解液中具有良好的物理化学稳定性成为研究和应用最多的电极材料。生物质原料来源广泛且可再生,是制备碳电极材料的理想碳源。本研究选择马尾藻为原料进行超级电容器用活性炭的制备。马尾藻作为中国储量最多的海藻之一,来源极为丰富,分布广泛,价格低廉。并且具有较高的C、N、O元素含量,预示其在用于制备活性炭时可能具有较高的得率和丰富的表面官能团。本研究开展了马尾藻基活性炭的制备、表征、改性及其作为超级电容器电极材料的电化学性能研究。采... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２双电层电容器原理图??（２）赝电容电容器电荷储存机理??

?Ｖ??４１．４１?５．４２?３４．９８?３．３９?１．６７?２．４０?１０．７３?１４．９３?７１．９４??图２－１为水洗干净的新鲜马尾藻以及粉碎后马尾藻物料。??＿＿??图２－１新鲜马尾藻及粉碎后马尾藻物料??ＫＯＨ活化法制备活性炭的过程包括：炭化、活化、水洗和干燥。炭化过程：??将马尾藻粉末放入管式电阻炉中，按照实验设计的炭化条件，在氮气气氛中进行??炭化处理。活化过程：将马尾藻炭化产物按照一定浸渍比放入盛有ＫＯＨ饱和溶??液的镍坩埚中进行浸渍处理，按照实验设计的活化条件，将炭化产物／ＫＯＨ混合??物放入气氛马弗炉中，在氮气气氛下进行活化处理。水洗过程：将活化得到的样??品放入烧杯中，在带有磁力搅拌功能的水浴锅中用０．１?ｍｏｌ?Ｉ；１的盐酸于９０?°Ｃ酸??洗至中性，然后用去离子水反复水洗，洗去活性炭中多余的水溶性杂质离子。将??水洗干净后的活性炭放入鼓风干燥箱中，于１００?°Ｃ充分干燥，得到马尾藻基活??性炭。??２．３超级电容器的制备??将马尾藻基活性炭、导电石墨和聚四氟乙烯乳液按照质量比８：１：１的比例混??合，加入适量无水乙醇，用超声分散处理器处理３０?ｍｉｎ，放入８０。（：的鼓风干燥??２１??

Ｐ／Ｐ〇??图３－１海藻基活性炭ＷＮ２吸附－解吸附等温线??图３－２为六种海藻基活性炭的孔径分布图。从图中可以看出，六组海藻基活??性炭的孔隙结构几乎全部分布在６?ｎｍ以内。微孔主要集中在０．５？１?ｎｍ，中孔主??要集中在２？４?ｎｍ，且微孔含量远远多于中孔。??２９??


本文编号：2946656