基于丝瓜瓤的活性碳及硫掺杂碳材料的制备及性能研究

发布时间：2017-12-09 12:20

  本文关键词：基于丝瓜瓤的活性碳及硫掺杂碳材料的制备及性能研究

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【摘要】：本文主要阐释了生物质活性碳(AC)及硫掺杂活性碳(SAC)的制备和超级电容器性能。通过不同质量比例的KOH活化找到合适的活化比例,通过加入硫脲的KOH活化过程成功合成了含有硫元素的多孔活性炭材料,并通过了一系列表征对材料的物理化学性质以及超级电容器性质进行了探究。通过红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、比表面积仪(BET)对材料进行了详细的表征。通过电化学工作站和蓝电电容测试对材料的超级电容器性能进行了测试。以晒干的丝瓜瓤为原材料,通过加热后进行KOH活化得到多孔活性碳材料。测试结果表明,材料经过活化后仍为无定型碳,具有较多的含氧官能团,具有的比表面积最大为1496 m2g-1,当mc:mKOH=1:1(碳材料和KOH质量比)时获得的活性碳材料在6 M KOH电解液中,最大比电容为169.7F g-1。以晒干的丝瓜瓤为主体材料,通过加热后采用硫脲、KOH混合活化得到含硫多孔活性炭材料,利用得到的mcmKOH=1:1为最优活化比,改变硫脲的用量进行实验。测试结果表明,得到了含硫量为1.5~14.32%的硫掺杂活性碳。在活化质量比为mc:mKOH:m硫脲=1:1:1得到性能最优异的材料,其比表面积为1103 m2g-1,孔径分布优良,含硫量为8.32%,在6M KOH电解液中进行测试,电流密度为1 A·g-1时比电容达到了224.3 F·g-1,在电流密度为10 A·g-1时循环1W圈后比电容保持率几乎为100%,在电流密度为0.1 A·g-1时最高的比电容达到了261.3 F·g-1。相较于同样条件制备的AC电流密度为1 A·g-1时比电容为169 F·g-1,比电容提升量为34%。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ424.1;TM53

【参考文献】

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1 周鹏伟;李宝华;康飞宇;曾毓群;;椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发[J];新型炭材料;2006年02期

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本文编号：1270380