ACM基活化炭气凝胶的制备及其在双电层电容器中的应用
[Abstract]:With the increasing depletion of fossil energy and environmental pollution, more and more attention has been paid to green and clean energy. As a new type of energy storage element, double-layer capacitor has been developed rapidly in recent years. Carbon aerogel is a kind of porous carbon used in double-layer capacitors with great potential and application prospects. Polar materials. Carbon aerogels prepared from amphiphilic carbon materials (ACM) have the advantages of low cost, simple process and friendly environment. It conforms to the concept of green chemical engineering and has certain scientific research value and application prospect. In this paper, amphiphilic carbon materials (ACM) prepared by mixed acid oxidation of medium temperature coal tar pitch are used as raw materials through the dissolution process of ACM. Organic aerogels with different morphologies were prepared by adjusting the solvents in the process of solvent replacement and acetone replacement. OAs-1 was obtained by acetone replacement. After carbonization and stabilization, the pore structure was adjusted by KOH activation method and ZnCl2 activation method, respectively, to prepare activated carbon aerogels. The effects of activation conditions on the morphology, yield, specific surface area and pore parameters of activated carbon aerogels were investigated, and the electrochemical behavior of activated carbon aerogels as electrode materials for double layer capacitors was investigated. The specific surface area of PCAs-1.5 is as high as 2598.2 m2/g when the ratio of alkali to carbon is 1.5, and the small and medium pores are mainly distributed between 2 and 5 nm. In the double-layer capacitor system with 30% KOH as electrolyte, the specific capacity of PCAs-1.5 is as high as 283 F/g at 0.05 A/g current density, 221.3 F/g at 40 A/g and 5000 times. When ZnCl2 was used as an activator, the ACAs samples inherited the three-dimensional skeleton morphology of the carbon aerogel and had a high activation yield of more than 80%. The porous carbon prepared by ZnCl2 was mainly microporous and mesoporous. The optimum activation conditions are as follows: activation temperature is 500 C and the mass ratio of ZnCl2 to CAs is 3:1. The specific surface area of ACAs-500-3-2 sample prepared under this condition is 1306.8 m2/g. The specific capacitance of ACAs-500-3-2 sample is as high as 255.2 F/g at current density of 50 mA/g and 2.2 F/g at 40 A/g. 16.8 F/g, the capacity retention rate is 82.4%, reflecting good high rate performance.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ427.26;TM53
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,本文编号:2209897
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