收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

天然植物基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究

杜嬛  
【摘要】: 超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件,它具有比传统电容器更高的比能量,比电池更高的比功率。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,因此相关的研究工作一直是该领域的研究热点。 本论文系统地研究了植物基多孔活性炭的制备、表面改性及其作为炭基双电层电容器电极材料的电化学性能。首次研究了用微波法自制的纳米氧化铁与植物基活性炭组成的非对称超级电容器的电化学性能。综合运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对活性炭材料和纳米氧化铁颗粒的结构及表面性质进行分析表征,通过恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法研究了活性炭材料和氧化铁材料的电化学性能。探讨了电极材料的结构及表面性质对其电化学性能的影响。主要研究结果如下: 首次以苎麻纤维为原料,采用ZnCl2一步活化法在短时间、低温条件下制备出具有高比表面积、高收率的微孔型活性炭纤维材料。系统考察了ZnCl2/原料纤维浸渍比、活化温度和活化时间对苎麻基活性炭纤维结构、表面性质及电容性能的影响。在最优工艺条件下制备的苎麻基活性炭纤维具有超过1600 m2/g的比表面积,孔径集中分布在0.5~2 nm,其在30wt.% KOH水溶液中具有高达253 F/g的放电比电容、良好的功率性能和循环性能。 以椰壳、杏壳基活性炭为原料,采用浓硝酸对活性炭进行表面氧化改性。研究表明氧化处理后活性炭的比表面积和孔容虽有减小,但炭表面的含氧官能团数量大幅增加,其中羟基的增幅最明显。由羟基产生的赝电容对活性炭材料比容量的提高贡献最大;同时表面含氧官能团的增多对活性炭材料的大电流密度放电性能也有较大改善。 首次采用以微波法制备的氧化铁纳米颗粒为正极材料,椰壳基活性炭为负极材料,组装成非对称电容器,并深入研究了其电化学行为。研究表明,与椰壳基活性炭电容器相比,氧化铁/活性炭非对称电容器具有较高的工作电压,可达1.2 V;能量密度可达9.25 Wh/kg,提高了53.4%。循环寿命测试结果表明非对称电容器具有稳定的充放电性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵家昌;徐菁利;陈思浩;解晶莹;;多孔炭的孔结构与电化学性能的关系[J];电池;2008年01期
2 邢宝林;谌伦建;张传祥;黄光许;朱孔远;;超级电容器用活性炭电极材料的研究进展[J];材料导报;2010年15期
3 王晓峰,王大志,梁吉;20伏高电压型碳纳米管超级电容器的研制[J];电子学报;2003年08期
4 刘志祥,张密林,闪星,董国君;千法级超级电容器的制备[J];电源技术;2001年05期
5 邢宝林;谌伦建;张传祥;潘兰英;黄光许;;中低温活化条件下超级电容器用活性炭的制备与表征[J];煤炭学报;2011年07期
6 刘皓;薛锐生;于建民;沈曾民;;添加硅氧化物对活性碳结构及电容性能的影响[J];电源技术;2009年03期
7 张治安;孙晓峰;赖延清;李劼;刘业翔;;原料粒度对石油焦基活性炭性能的影响[J];功能材料;2009年05期
8 李丽,吴锋,陈人杰,李月娇;新型亚硫酸丁烯酯有机溶剂电解液的电化学应用研究[J];现代化工;2005年10期
9 赵家昌;张熙贵;郑静;孙锦晶;徐菁利;;高性能超级电容器有序中孔炭材料的研制[J];功能材料与器件学报;2009年05期
10 王康;余爱梅;郑华均;;超级电容器电极材料的研究发展[J];浙江化工;2010年04期
11 高晓林;;电容器大家族的新贵—超级电容器[J];电力电容器与无功补偿;2010年06期
12 罗曼;张丹丹;何俊佳;;降低双电层电容器等效串联内阻的研究进展[J];高电压技术;2005年12期
13 刘萍;赵家昌;张伟伟;冯继成;唐博合金;徐菁利;;氧化钴/有序中孔炭超级电容器复合材料的制备及其性能[J];上海工程技术大学学报;2010年02期
14 张建宇,曾效舒,蔡结松;基于碳纳米管的双电层电容器[J];南昌大学学报(工科版);2002年03期
15 张文保;王国庆;;发展中的电化学电容器[J];电池工业;2006年01期
16 袁定胜;胡向春;刘应亮;杨创涛;;超级电容器用炭材料的研究进展[J];电池;2007年06期
17 周鹏伟;李宝华;康飞宇;曾毓群;;椰壳活性炭基超级电容器的研制与开发[J];新型炭材料;2006年02期
18 刘凤丹;王成扬;杜嬛;陈明鸣;;苎麻基活性炭纤维超级电容器材料的制备[J];电源技术;2009年12期
19 刘伟民;;碳气凝胶电极在双电层电容器中的最新进展[J];电源技术;2010年06期
20 刘伟民;李朋;;碳气凝胶电极在双电层电容器中的研究进展[J];应用化工;2010年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 摆玉龙;赵东林;沈曾民;;粘胶基活性碳纤维为电极的超级电容器制备及其电化学性能研究[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
2 李树坤;赵东林;沈曾民;;有序介孔碳的制备及其在超级电容器中的应用研究[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
3 周天祥;周双莉;邹武俊;莫珊珊;夏南南;袁定胜;;球形富氮炭材料的制备及其电化学性能[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
4 姚之晓;赵东林;沈曾民;;沥青基活性碳纤维的制备及其电化学性能研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
5 熊伟;刘明贤;吕耀康;甘礼华;朱大章;陈龙武;;介孔碳泡沫微球的制备及其电化学性能研究[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
6 姚国富;王成扬;时志强;张晓林;吕嘉辉;;超级电容器多孔炭电极材料的研究[A];第20届炭—石墨材料学术会论文集[C];2006年
7 王贵欣;周固民;瞿美臻;江奇;王国平;冯永成;张伯兰;于作龙;;两种碳纳米管在超级电容器中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
8 王宇;雷军鹏;朱用;敬春梅;胡敏艺;闫忠强;;基片预处理及电沉积电流密度对超级电容器用二氧化锰薄膜性能影响[A];低碳经济条件下重有色金属冶金技术发展研讨会——暨重冶学委会第六届委员会成立大会论文集[C];2010年
9 魏玮;黄小彬;唐小真;;一种无定形水合二氧化锰/微多孔碳球复合物作为超级电容器电极材料[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 马衍伟;张熊;余鹏;陈尧;;新型超级电容器纳米电极材料的研究[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜嬛;天然植物基多孔炭材料的制备及其电化学性能研究[D];天津大学;2009年
2 郎俊伟;用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2010年
3 邢宝林;超级电容器用低阶煤基活性炭的制备及电化学性能研究[D];河南理工大学;2011年
4 高宇;超级电容器用新型高比表面积碳材料电化学性能研究[D];吉林大学;2012年
5 王艳素;炭基电极材料制备及其孔结构对电容器性能的影响[D];天津大学;2008年
6 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
7 吴洪鹏;石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D];北京交通大学;2012年
8 曲群婷;高性能混合型超级电容器的研究[D];复旦大学;2010年
9 李艳华;基于超级电容器用的四氧化三钴的形貌可控制备及性能研究[D];中南大学;2011年
10 杨常玲;超级电容器炭基电极材料制备及其电容性能研究[D];太原理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
2 刘皓;活性碳材料的制备与应用[D];北京化工大学;2008年
3 孙津清;添加不同导电剂对超级电容器性能的影响[D];天津大学;2010年
4 唐丽;超级电容器用碳质多孔材料的制备及其电化学性能[D];华东理工大学;2011年
5 陈旋;基于镍(氢)氧化物和碳材料的电化学电极材料的性能研究[D];新疆大学;2011年
6 蔡玉冬;纳米碳材料用作电化学超级电容器电极材料的研究[D];西南交通大学;2007年
7 原渊;超级电容器电极材料研究[D];天津大学;2008年
8 郑丽萍;碳化钙骨架碳的制备及其修饰在超级电容器中的应用[D];湘潭大学;2010年
9 白翔;竹基活性炭的制备及其电化学性能的研究[D];北京化工大学;2008年
10 丰震河;活性炭材料的电化学性能及储能性能研究[D];北京化工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 辽宁工学院 陈永真;超级电容器原理及电特性[N];中国电子报;2003年
2 赵文;成就集星科技新能源[N];科技日报;2004年
3 赵文;超级电容器:正在升起的新兴行业[N];科技日报;2004年
4 本报记者 彭友 石丽晖;深圳惠程拟参与组建新能源公司[N];上海证券报;2009年
5 记者 过国忠 通讯员 陈培;我国研制出基于超级电容器的动态电压恢复器[N];科技日报;2011年
6 何永晋;我国有了“超级电容器”[N];科技日报;2000年
7 昆明 兰得春;超级电容[N];电子报;2007年
8 记者 刘丽伟;森塬活性炭自主研发国内空白产品[N];朝阳日报;2010年
9 记者 金晓明;研究支持措施 推进超容产业[N];朝阳日报;2010年
10 李俊记者  王春;超级电容车到底新在哪?[N];科技日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978