碳化钙基炭材料的制备及其在超级电容器中的应用

以电石(CaC2)为碳源,通过氧化法合成炭材料(CM),并用氢氧化钾(KOH)进一步活化,制得具有微观细孔结构的活化炭材料(ACM)。利用XRD、Raman、FT-IR测试了CM的结构。利用FESEM、BET、循环伏安法(CV)和恒流充放电(GCD)探究了活化对炭材料结构、形貌和电容性能的影响。结果表明,氧化法制得的CM具有一定程度的石墨化,同时表面发生了部分氧化。活化后炭材料表面呈疏松状,比表面积和总孔容均变大,当活化炭碱比(RCM/KOH)为0.5时,比表面积为1114.3 m^2/g,总孔容达到0.35 cm^3/g。炭碱比活化的炭材料ACM0.5电极在0.64 mol/L的K2SO4电解质溶液中,电流密度为0.5 A/g时,比电容达165.47 F/g,可作为超级电容器的电极材料。

同轴电纺碳纳米管掺杂咪唑聚砜阴离子交换膜的研究

阴离子交换膜是燃料电池的核心部件之一。掺杂阴离子交换膜中无机/有机物相容性低,限制了其掺杂量和性能提升。提出了有机-无机同轴纤维化的增强方法,采用同轴静电纺丝将掺杂功能化碳纳米管的咪唑化聚砜纤维化,再经热压成膜形成增强网络。在同轴纺丝头的内管添加碳纳米管,将其包裹限域在纤维芯层提高碳纳米管与咪唑聚砜的无机-有机相容性,使碳纳米管掺杂量从单轴电纺膜的0. 4%提高至0. 6%。同轴电纺膜的氢氧根离子电导率(60℃下49. 7 m S/cm)、耐溶胀性能(60℃下10. 5%)和热碱稳定性(60℃、1 mol/L KOH溶液浸泡168 h电导率保持85. 3%)均高于单轴电纺膜和浇铸膜。结果表明,有机-无机同轴纤维化方法可以有效提高阴离子交换膜的相容性、电导率和耐溶胀性。