(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)/AC氧化改性电极材料的制备及性能表征

以煤质活性炭(AC)为研究对象,通过(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)氧化改性提高其电吸附性能。将活性炭材料制备成电极并在电容去离子技术(EST)下进行实验,对改性前后活性炭的表面形貌、表面官能团、孔结构变化进行对比分析。结果表明,活性炭经过1.5 mol/L的(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)改性后比电容最大;改性后的活性炭电极比电容增大,改性后相比改性前孔容、平均孔径均下降;改性后的材料表面光滑、杂质较少、孔隙结构发达、含氧官能团增多;利用单因素和Box-Behnken响应面法得到改性后材料制备的最佳工艺为:1.59 g的AC在54.22℃下氧化改性4.93 h,电极比电容为259.850 F/g,改性后电极的CV曲线证明由于其含有赝电容从而使电化学性能得到提高。

(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)/AC电极制备及其电吸附性能

为了制备电化学性能更优的活性炭电极,利用(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)浸渍得到改性后的APS-AC,运用EST技术筛选石墨烯微片、导电炭黑、碳纳米管中更佳的导电剂,制备电化学性能更优的APS-AC电极;通过CV、EIS、GCD和CA等测试手段比较APS-AC电化学性能,并结合吸附行动力学分析电吸附性能和吸附规律。结果表明:导电炭黑制备的APS-AC电极性能更佳,比电容为275.208 F/g;表征发现APS-AC电极的接触角变小,亲水性提高;充放电周期大,充放电性能和电荷储存能力更好。溶液中不同阴阳离子的吸附效果不同,离子去除率为K^(+)>Na^(+)、Cl^(-)>SO_(4)^(2-),吸附过程更符合准二级吸附动力学。