乙酸锌活化制备柚子皮衍生活性碳及其电化学和吸附性能研究
发布时间：2021-09-12 14:56
生物质衍生的活性碳在能量存储和环境保护中具有重要的应用潜力。以柚子皮为前驱体,乙酸锌为活化剂,通过一步法制备柚子皮衍生的活性碳。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱（Raman）对其进行表征。结果表明,制备的活性碳具有大量的纳米尺寸孔以及高的石墨化程度。将该活性碳材料制备成超级电容器的电极,在电流密度为1 A·g-1时,其比电容可以达到210.5 F·g-1,在5 A·g-1电流密度下充放电循环5 000圈,其容量保持率为88.5%。在去除水中亚甲基蓝的研究中,Langmuir等温吸附模型和准一级动力学模型能更好地描述吸附动力学和吸附平衡过程,Langmuir单层最大吸附量能达到125.0 mg·g-1。
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(07)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
样品的SEM照片
图2(b)为样品的拉曼光谱。如图所示,在1 350 cm-1附近的峰对应于D峰,D峰是由样品的缺陷和无序性引起的;在1 580 cm-1附近的G峰主要是由sp2杂化的碳原子的面内振动引起的。G峰和D峰的强度之比IG/ID能够反映样品的石墨化程度,通过计算,样品SDC和ZSDC的IG/ID值分别为0.98和1.03。ZSDC具有高的IG/ID值,说明其石墨化程度高,这与XRD表征结果相一致。石墨化程度高有利于增大电极材料的导电性,提高其比电容和倍率性能[15]。2.2 电化学性能测试
图3(a)为样品在扫速为20 mV·s-1时的CV曲线对比图,由图可知:两个样品的CV曲线都近似为矩形,表现为典型的双电层特性;ZSDC经过乙酸锌处理后,其CV曲线对称性增加,更接近矩形;样品的比电容随CV曲线面积的增加而增加,通过对比,ZSDC的CV曲线的面积要比SDC大,说明其具有更高的比容量。图3(b)为样品在电流密度为1 A·g-1下的GCD对比曲线,与SDC相比,ZSDC曲线更接近对称的等腰三角形,说明其具有典型的双电层电容特性;同时,ZSDC的GCD曲线具有更长的放电时间,说明其比电容值高,这与上述CV曲线结果一致。图3(c)～(f)为样品在不同扫速下的CV曲线和GCD曲线。在不同扫速下,样品CV曲线的形状均近似矩形,说明其具有双电层电容特性。随着扫速的增大,两样品CV曲线的形状基本保持不变,说明样品具有好的充放电特性,倍率性能好。在1 A·g-1到5 A·g-1的电流密度下,样品的GCD曲线都保持为对称的三角形,没有明显的内阻降,说明材料具有典型的双电层电容特性和良好的充放电可逆性。
本文编号：3394433
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(07)北大核心
【文章页数】：8 页
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样品的SEM照片
图2(b)为样品的拉曼光谱。如图所示,在1 350 cm-1附近的峰对应于D峰,D峰是由样品的缺陷和无序性引起的;在1 580 cm-1附近的G峰主要是由sp2杂化的碳原子的面内振动引起的。G峰和D峰的强度之比IG/ID能够反映样品的石墨化程度,通过计算,样品SDC和ZSDC的IG/ID值分别为0.98和1.03。ZSDC具有高的IG/ID值,说明其石墨化程度高,这与XRD表征结果相一致。石墨化程度高有利于增大电极材料的导电性,提高其比电容和倍率性能[15]。2.2 电化学性能测试
图3(a)为样品在扫速为20 mV·s-1时的CV曲线对比图,由图可知:两个样品的CV曲线都近似为矩形,表现为典型的双电层特性;ZSDC经过乙酸锌处理后,其CV曲线对称性增加,更接近矩形;样品的比电容随CV曲线面积的增加而增加,通过对比,ZSDC的CV曲线的面积要比SDC大,说明其具有更高的比容量。图3(b)为样品在电流密度为1 A·g-1下的GCD对比曲线,与SDC相比,ZSDC曲线更接近对称的等腰三角形,说明其具有典型的双电层电容特性;同时,ZSDC的GCD曲线具有更长的放电时间,说明其比电容值高,这与上述CV曲线结果一致。图3(c)～(f)为样品在不同扫速下的CV曲线和GCD曲线。在不同扫速下,样品CV曲线的形状均近似矩形,说明其具有双电层电容特性。随着扫速的增大,两样品CV曲线的形状基本保持不变,说明样品具有好的充放电特性,倍率性能好。在1 A·g-1到5 A·g-1的电流密度下,样品的GCD曲线都保持为对称的三角形,没有明显的内阻降,说明材料具有典型的双电层电容特性和良好的充放电可逆性。
本文编号：3394433
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