中低温活化条件下超级电容器用活性炭的制备与表征

以印尼褐煤为原料,KOH为活化剂,在400～580℃的中低温活化条件下制备出超级电容器用煤基活性炭,采用低温N2吸附、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对其孔结构、微晶结构以及表面形貌等进行表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明:在KOH活化制备煤基活性炭的活化过程中,KOH与煤中C的反应始于400～460℃;随着活化温度的升高,活性炭的比表面积及总孔容增大,孔径分布变宽,中孔率提高。当活化温度达到580℃时,所制活性炭的比表面积高达1 598 m2/g,总孔容达0.828 cm3/g,中孔率达41.4%,该活性炭用作电极材料在3 mol/L KOH电解液中具有良好的充放电性能,在50 mA/g的低电流密度下比电容高达369 F/g,在2 500 mA/g的高电流密度下比电容仍保持305 F/g,其漏电流仅为0.02 mA,且具有良好的循环性能,经1 000次循环后,比电容保持率超过92%,是一种理想的超级电容器电极材料。

大同煤温和超临界热溶-炭化耦合转化过程研究

为了实现低阶煤的分级提质高效综合利用,以大同煤为原料,利用温和超临界热溶-炭化耦合技术对其处理,获得热溶油和高比表面积活性炭材料,采用SEM、XRD、FT-IR对活性炭进行表征,并评价其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,煤的热溶率达到26. 23%,热溶残渣炭材料和大同煤炭材料的收率分别为45. 95%和46. 87%;热溶残渣炭材料最高吸附量达到1 340 mg/g,对亚甲基蓝的脱除率达到95. 7%;而大同煤炭材料最大吸附量仅为1 040 mg/g,对亚甲基蓝的脱除率为74. 3%。说明通过温和超临界热溶-炭化耦合技术不仅可得到一定数量的热溶油,热溶残渣还可在中低温条件下制备高比表面积活性炭材料,该材料对亚甲基蓝的吸附性能优于普通活性炭。