蔥葉一步法裂解制備多孔炭及其電容性能研究

于 晶， 高利珍， 李雪蓮， 吳 超， 高麗麗,3， 李長明

(1.太原理工大學 環(huán)境科學與工程學院，山西 太原030024；2.西南大學 清潔能源與先進材料研究所，重慶400715；3.太原理工大學 綠色能源材料與儲能系統(tǒng)實驗室，山西 太原030024)

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蔥葉一步法裂解制備多孔炭及其電容性能研究

于 晶1， 高利珍1， 李雪蓮1， 吳 超2， 高麗麗1,3， 李長明2

(1.太原理工大學 環(huán)境科學與工程學院，山西 太原030024；2.西南大學 清潔能源與先進材料研究所，重慶400715；3.太原理工大學 綠色能源材料與儲能系統(tǒng)實驗室，山西 太原030024)

以蔥葉為炭前驅(qū)體，在不添加任何活化劑的條件下，炭化活化同時進行，制備了孔徑分布主要集中于0.6～1.2 nm和3～5nm之間的蔥基多孔炭材料，并對其電容性能進行研究。分別采用掃描電子顯微鏡(SEM)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、能量彌散X射線光譜(EDX)、火焰原子吸收光譜(FAAS)、X射線衍射(XRD)、熱重分析(TGA)和氮氣吸脫附曲線等方法表征了蔥基炭的形貌、成分、比表面積及孔徑分布等性能；通過循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、恒流充放電(GCD)等電化學方法考察了材料的比電容和循環(huán)壽命等電化學性能。結果表明，蔥葉中本身含有的微量礦物質(zhì)如鈣、鉀等在其炭化的過程中同時起到了活化的作用。研究了不同溫度下(600～800 ℃)制備的多孔炭的性能，發(fā)現(xiàn)800 ℃條件下制得的樣品性能最佳，以微孔為主，介孔輔之，孔徑為0.6～1.2 nm的微分孔隙體積達2.608 cm-3/g/nm，3～5 nm的微分孔隙體積有0.144 cm-3g/nm，BET比表面積為551.7 m2/g，質(zhì)量比電容為158.6 F/g，有效面積電容可高達28.8 μF/cm2。這表明孔徑分布情況對多孔炭的電荷存儲能力有很重要的影響，此法也為提高“有效面積電容”提供了思路。……