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《华北理工大学》 2018年
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无灰煤基活性炭的改性及其电化学性能的研究

孔碧华  
【摘要】:超级电容器(Supercapacitor)作为当今新型能源的代表,具有功率密度高、使用寿命长、安全性好等优点,更适宜大功率场合的应用,但目前还存在着能量密度低的问题,提高电极材料的能量密度是关键。利用无灰煤(HPC)作为电极的碳源能够排除灰分对电容器性能的干扰,此外,对无灰煤基活性炭进行化学改性处理,可丰富活性炭的表面官能团,优化孔径范围,进一步提高材料的比电容,增加能量密度,完善电极材料的电化学性能。研究利用HNO_3、三聚氰胺、氨水三种改性剂对无灰煤基活性炭进行改性,确定合适的改性剂种类。在此基础上考察最佳改性剂浓度、回流时间、回流温度对比表面积、孔径分布以及表面官能团的影响规律。并将改性后的活性炭组装成超级电容器,探索比表面积、孔径以及表面官能团与电化学性能之间的关系。结果表明:HNO_3相比三聚氰胺、氨水更适用于无灰煤基活性炭的改性。浓度为1%的HNO_3在60℃的条件下回流2 h改性的无灰煤基活性炭的孔径主要集中在0.4~0.55 nm及0.6~0.8 nm范围内;表面官能团大多以C-O-H、-COO~-及N-5的形式存在,增强了材料的润湿性、导电性,减小了电阻;在50 mA/g的电流密度下比电容可达309 F/g,能量密度为27.91 Wh/kg,相比未改性的活性炭电极增长了38.6%,具有良好的能量密度及功率特性。
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ424.1;TM53

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【参考文献】
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2 孔碧华;无灰煤基活性炭的改性及其电化学性能的研究[D];华北理工大学;2018年
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