氮硫共掺杂活性炭的制备及超级电容器性能研究

以工业废弃酒糟为原料通过活化法制备出具有超高比表面积和较高氮和硫掺杂量的氮硫共掺杂活性炭。研究发现活化剂量对氮硫共掺杂活性炭的比表面积、孔结构、表面组分和电化学性能具有非常重要的影响。氮硫共掺杂活性炭具有超高的比表面积(2225 m^(2)·g^(-1))、高孔容(1.39 cm^(3)·g^(-1))、适宜的微孔率(45.3%)、较小的平均孔径(1.25 nm)以及较高的N(原子百分含量1.7%)和S(原子百分含量4.8%)掺杂量。在三电极体系中,氮硫共掺杂活性炭在6 mol/L KOH中表现出超高的质量比电容和优异的倍率性能。在二电极体系中,氮硫共掺杂活性炭在6 mol/L KOH和EMIMBF 4中都表现出较高的质量比电容和倍率性能。尤其是氮硫共掺杂活性炭在EMIMBF 4中表现出非常高的能量密度(99.1 Wh/kg),在超级电容器中具有实际应用价值。

氮氧共掺杂活性炭的制备及其电化学性能研究

本实验以工业废弃活性炭为原料,通过在空气热处理制备出具有高电容的氮氧共掺杂活性炭。通过调控热处理温度得到最优化的氮氧共掺杂活性炭,其比表面积高达714.5 m2·g-1,氮、氧元素的原子百分比分别为1.3%和14.9%,并具有分级的孔道结构,用作超级电容器的电极活性材料,在6 mol L-1的KOH水溶液中表现出较高的质量比电容(302 F·g?1)。同时,该方法操作简单,成本低,重现性好,为工业废弃活性炭的回收利用奠定基础。