董志文:三种煤沥青基多孔炭的制备及其电容性能研究论文

董志文:三种煤沥青基多孔炭的制备及其电容性能研究论文

本文主要研究内容

作者董志文(2019)在《三种煤沥青基多孔炭的制备及其电容性能研究》一文中研究指出:多孔炭材料有较大的比表面积、良好的导电性,还具有强的化学稳定性,它作为电极材料可以通过静电作用吸附电解质中的离子,这样就将电能储存在了电极材料和电解液间的双电层中。用多孔炭材料为电极制作的超级电容器具有良好的循环稳定性,但能量密度较低,因此常用化学活化法增大炭材料的比表面积以提高其比电容。煤沥青作为一种煤焦化过程的副产物,是一种来源广泛,成本低廉的炭材料前驱体,主要组分为不同稠合度的稠环芳烃。本文主要以煤沥青为原料(炭前驱体),通过三种不同的化学方法对煤沥青进行改性,制备了比表面积较大的多孔炭材料,研究了它们的电化学性能。主要工作如下:(1)通过浓硫酸、浓硝酸氧化处理煤沥青制备出一种富含水溶性官能团的氧化沥青,简称PO(pitch oxide)。溶解在水中的PO的羧基、磺酸基电离出的氢离子,或促进苯胺在水中的溶解。在PO与苯胺的混合溶液中,加入一定量的过硫酸铵(APS)进行聚苯胺的氧化聚合。聚合过程中,PO以掺杂对阴离子的方式与苯胺共同沉淀得到PO-PANI复合物。PO-PANI经碳化和氢氧化钾活化后得到氮掺杂的多孔炭材料,测试结果表明,PO-PANI-800电容可达到303 F·g-1,循环2000圈后电容值可保留90.4%。(2)基于PO在氨性溶液中可以成凝胶的特性,通过引入具有模板作用的镍氨离子与之发生静电作用,形成凝胶,经碳化KOH活化后,用稀HCl处理,得到了一种多孔炭。其中的PC-0.4电容可达到248 F·g-1。经10000圈循环后电容值可保留86.1%。。(3)以煤沥青为原料,使用KCl-NaCl熔盐与之混合,在400°C、450°C和500°C空气气氛中,进行预氧化。用去离子水洗去熔盐后,得到的多孔炭材料有较大的比表面积。熔盐在反应过程中可以起到模板作用,同时,它能定向诱导煤沥青中的碳微晶形成部分有序结构。其中,优化得到的MS-Pitch-450-850电容可达到280 F·g-1,2000圈循环后可达到92.1%。

Abstract

duo kong tan cai liao you jiao da de bi biao mian ji 、liang hao de dao dian xing ,hai ju you jiang de hua xue wen ding xing ,ta zuo wei dian ji cai liao ke yi tong guo jing dian zuo yong xi fu dian jie zhi zhong de li zi ,zhe yang jiu jiang dian neng chu cun zai le dian ji cai liao he dian jie ye jian de shuang dian ceng zhong 。yong duo kong tan cai liao wei dian ji zhi zuo de chao ji dian rong qi ju you liang hao de xun huan wen ding xing ,dan neng liang mi du jiao di ,yin ci chang yong hua xue huo hua fa zeng da tan cai liao de bi biao mian ji yi di gao ji bi dian rong 。mei li qing zuo wei yi chong mei jiao hua guo cheng de fu chan wu ,shi yi chong lai yuan an fan ,cheng ben di lian de tan cai liao qian qu ti ,zhu yao zu fen wei bu tong chou ge du de chou huan fang ting 。ben wen zhu yao yi mei li qing wei yuan liao (tan qian qu ti ),tong guo san chong bu tong de hua xue fang fa dui mei li qing jin hang gai xing ,zhi bei le bi biao mian ji jiao da de duo kong tan cai liao ,yan jiu le ta men de dian hua xue xing neng 。zhu yao gong zuo ru xia :(1)tong guo nong liu suan 、nong xiao suan yang hua chu li mei li qing zhi bei chu yi chong fu han shui rong xing guan neng tuan de yang hua li qing ,jian chen PO(pitch oxide)。rong jie zai shui zhong de POde suo ji 、huang suan ji dian li chu de qing li zi ,huo cu jin ben an zai shui zhong de rong jie 。zai POyu ben an de hun ge rong ye zhong ,jia ru yi ding liang de guo liu suan an (APS)jin hang ju ben an de yang hua ju ge 。ju ge guo cheng zhong ,POyi can za dui yin li zi de fang shi yu ben an gong tong chen dian de dao PO-PANIfu ge wu 。PO-PANIjing tan hua he qing yang hua jia huo hua hou de dao dan can za de duo kong tan cai liao ,ce shi jie guo biao ming ,PO-PANI-800dian rong ke da dao 303 F·g-1,xun huan 2000juan hou dian rong zhi ke bao liu 90.4%。(2)ji yu POzai an xing rong ye zhong ke yi cheng ning jiao de te xing ,tong guo yin ru ju you mo ban zuo yong de nie an li zi yu zhi fa sheng jing dian zuo yong ,xing cheng ning jiao ,jing tan hua KOHhuo hua hou ,yong xi HClchu li ,de dao le yi chong duo kong tan 。ji zhong de PC-0.4dian rong ke da dao 248 F·g-1。jing 10000juan xun huan hou dian rong zhi ke bao liu 86.1%。。(3)yi mei li qing wei yuan liao ,shi yong KCl-NaClrong yan yu zhi hun ge ,zai 400°C、450°Che 500°Ckong qi qi fen zhong ,jin hang yu yang hua 。yong qu li zi shui xi qu rong yan hou ,de dao de duo kong tan cai liao you jiao da de bi biao mian ji 。rong yan zai fan ying guo cheng zhong ke yi qi dao mo ban zuo yong ,tong shi ,ta neng ding xiang you dao mei li qing zhong de tan wei jing xing cheng bu fen you xu jie gou 。ji zhong ,you hua de dao de MS-Pitch-450-850dian rong ke da dao 280 F·g-1,2000juan xun huan hou ke da dao 92.1%。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山西大学的董志文,发表于刊物山西大学2019-11-12论文,是一篇关于超级电容器论文,多孔炭材料论文,煤沥青论文,山西大学2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山西大学2019-11-12论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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