河南省教育厅自然科学基金(2011A480003)
- 作品数：9 被引量：105H指数：6
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- 煤质成型活性炭的制备及其吸附性能研究被引量：10
- 2014年
- 以神木烟煤为原料,煤沥青为黏结剂,在较低浸渍比下采用KOH和ZnCl_2活化法制备成型活性炭,利用低温(77 K)N_2吸附法对活性炭的比表面积及孔结构参数进行表征,考察浸渍比对活性炭孔结构的影响及其液相吸附性能,并对比分析两种化学活化法所制活性炭结构与性能的差异.结果表明,在相同浸渍比下,KOH活化法所制成型活性炭的比表面积、总孔容及碘吸附值均高于ZnCl_2活化法.当浸渍比为1.0时,采用KOH活化法可制备出表面积为811 m^2/g,总孔容为0.513 cm^3/g,中孔比例为23.6%,碘吸附值为1 125 mg/g的成型活性炭;采用ZnCl_2活化法可制备出表面积为472 m^2/g,总孔容为0.301 cm^3/g,中孔比例为30.6%,碘吸附值为527 mg/g的成型活性炭.两种活化法所制成型活性炭的孔径主要分布在1.2 nm^2.0 nm的微孔和3.6 nm^4.5 nm的中孔范围内.
- 邢宝林王力马爱玲郭晖谌伦建
- 关键词：成型活性炭化学活化法
- 高品质低阶煤基活性炭的制备与表征被引量：25
- 2013年
- 以国内外8种低阶煤为原料,在相同工艺条件下采用KOH活化法制备低阶煤基活性炭,利用低温N2吸附、傅里叶红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱(XPS)等对活性炭的孔结构及表面化学性质进行表征,考察原料煤的物理化学特性对低阶煤基活性炭孔结构的影响及其表面化学性质。结果表明:在碱炭质量比为3∶1、活化温度为650℃、活化时间为0.5 h、升温速率为10℃/min、保护气流量为200 mL/min的条件下,可制备出比表面积为1 694～2 956 m2/g、总孔容为0.909～1.949 cm3/g、中孔率为37.3%～71.1%的高品质低阶煤基活性炭;低阶煤自身固有的物理化学特性对活性炭的孔结构具有重要影响,原料煤原生孔隙丰富、挥发分高有利于活性炭中孔的发育;煤中无机矿物成分不仅会削弱活化反应的剧烈程度,而且会降低活性炭的质量及性能;低阶煤基活性炭表面含有丰富的含氧官能团,其中以羰基及酚羟基(或醚类)为主,其次为内酯基和羧基。
- 邢宝林黄光许谌伦建张传祥王力
- 关键词：低阶煤活性炭孔结构表面化学性质含氧官能团
- 中低温活化条件下超级电容器用活性炭的制备与表征被引量：22
- 2011年
- 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。
- 邢宝林谌伦建张传祥潘兰英黄光许
- 关键词：超级电容器活性炭电化学性能
- 超级电容器电极材料的研究现状与展望被引量：29
- 2012年
- 超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件,具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,因而备受关注。主要论述了目前应用于超级电容器的多孔炭材料、金属氧化物及导电聚合物等电极材料的研究进展,探讨了电极材料今后的发展方向和研究重点,并指出大力开发复合电极材料是改善超级电容器性能的有效途径。
- 邢宝林黄光许谌伦建张传祥徐冰
- 关键词：超级电容器电极材料多孔炭金属氧化物导电聚合物
- 微波法煤基活性炭的制备及其电化学性能研究被引量：14
- 2013年
- 以内蒙古优质褐煤为原料,KOH为活化剂,采用微波加热活化法制备超级电容器用活性炭,利用低温氮气吸附及恒流充放电、循环伏安等方法测定活性炭的孔结构及其用作电极材料的电化学性能,并与日本商业化超级电容器用活性炭在结构及性能方面进行对比分析。结果表明,在碱炭比为3,微波活化时间为20min的条件下,可制备出比表面积达2593m2/g、总孔容达1.685cm3/g、孔径主要分布在0.5～10nm之间、中孔率达67.3%、平均孔径为2.61nm的优质活性炭。该活性炭用作超级电容器电极材料在3mol/L KOH电解液中具有优异的电化学性能,电流密度由50mA/g提高到10A/g时,其比电容由346F/g降低到273F/g,显示出良好的功率特性,经1000次循环后,比电容保持率为93.2%。与商业活性炭相比,微波法活性炭的性能更加优良。
- 邢宝林李龙马爱玲张传祥谌伦建
- 关键词：煤基活性炭微波加热超级电容器电极材料电化学性能
- 基于煤与麦秸秆共活化的超级电容器用活性炭电极材料的制备被引量：9
- 2012年
- 分别以神木烟煤、麦秸秆及二者混合物为前驱体,采用KOH活化法制备超级电容器用活性炭电极材料(AC1,AC2,AC3),采用低温N2吸附、接触角法对各活性炭的孔结构和润湿性进行表征,并利用恒流充放电、循环伏安、漏电流和交流阻抗等测试手段对各活性炭电极材料的电化学性能进行对比评价。结果表明:AC3兼具AC1比表面积高和AC2润湿性好的优点,其组装的超级电容器在3 mol/L KOH电解液中具有较高的比电容(270 F/g)、充放电可逆性好、较低的漏电流(0.01 mA)和较小的阻抗等特点,反映出煤与麦秸秆共活化过程中存在协同效应。
- 黄光许徐冰谌伦建张传祥邢宝林
- 关键词：超级电容器麦秸秆
- 非对称型超级电容器的研究现状被引量：2
- 2012年
- 非对称型超级电容器作为超级电容器的新生代,具有比能量高、比功率大和循环性能良好等优点。综述了非对称型超级电容器的工作原理及发展现状,认为廉价易得、性能优良的金属氧化物、导电聚合物等与高比表面积碳材料的复合与匹配,不同孔隙结构的碳材料、水合金属氧化物等作为电容器正负极,可能是非对称超级电容器的研发方向。
- 刘林勤谌伦建马亚芬邢宝林黄光许
- 关键词：超级电容器电化学电极材料
- 氨解改性煤基活性炭电极材料的电化学性能被引量：6
- 2013年
- 以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用氨水在高压条件下对其进行改性,应用N2吸附仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了活性炭的孔结构和表面化学性质,测定了活性炭制作的电极在3mol/L KOH电解液中的电化学性能.结果表明,经过氨水高压改性处理的活性炭的比表面积和孔结构变化不大,但改性后活性炭表面的N原子含量增多,活性炭表面负载上一定量的C-N,N-H和-NO2等含氮官能团;改性后活性炭的比电容可达348F/g,比改性前提高27%;改性后活性炭电极的导电性增强,循环充放电性能更好,在42.5mA/g的电流密度下经1 000次循环充放电,比电容的保持率可达98.9%.
- 谌伦建邢宝林马亚芬徐冰
- 关键词：煤基活性炭电化学性能
- 硝酸铜改性超级电容器用煤基活性炭电极材料的电化学性能被引量：3
- 2012年
- 以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用硝酸铜溶液浸渍-高温热解法对其进行改性处理,低温N2吸附法对改性前后活性炭的孔结构进行表征,SEM和XRD对改性前后活性炭的表面形态和微晶结构进行表征,并测定KOH对活性炭的润湿性及活性炭电极的恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学性能。结果表明:硝酸铜改性可能使部分孔隙(尤其是微孔堵塞)的比表面积和孔容积降低,但中孔率有所提高;硝酸铜改性可以提高KOH溶液对活性炭的润湿性,在活性炭表面负载氧化铜,提高活性炭对电解液的吸附能力,并产生赝电容效应,提高活性炭的电化学性能。在试验条件下改性硝酸铜溶液的最佳浓度为2%,其电容器的质量比电容可达322 F/g,并使交流阻抗等电化学性能得到改善。
- 马亚芬谌伦建邢宝林徐冰黄光许张传祥
- 关键词：硝酸铜改性超级电容器煤基活性炭电化学性能
