竹活性炭電化學(xué)性能改性研究進(jìn)展?

馮子興 楊建飛 高 奇 倪良萌 劉志佳

（國際竹藤中心，國家林業(yè)和草原局竹藤科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，北京 100102）

竹材是我國一種重要的生物質(zhì)資源，生長周期短、可再生性強、資源豐富、蓄積量大，被稱為我國的“第二森林”[1]。竹材細(xì)胞壁由初生壁和薄厚交替的多層次生壁復(fù)合而成，具有微納米結(jié)構(gòu)，次生壁的總層數(shù)可達(dá)九層以上，明顯高于木材次生壁的三層結(jié)構(gòu)[2-3]。同時，竹纖維次生壁的厚層和薄層的微纖絲取向不同，木質(zhì)素含量也不同。這種獨特的細(xì)胞構(gòu)造使竹子成為一種天然的、具有多級結(jié)構(gòu)的生物材料，為制備多級孔隙結(jié)構(gòu)的竹活性炭材料奠定了基礎(chǔ)。本文綜述了竹活性炭結(jié)構(gòu)性質(zhì)、物理、化學(xué)等改性方面的國內(nèi)外研究進(jìn)展，總結(jié)改性處理對竹活性炭的電化學(xué)性能影響，歸納并提出竹活性炭電化學(xué)性能改性未來研究方向，旨在推進(jìn)竹活性炭在能量轉(zhuǎn)化與儲存領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 竹活性炭結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

竹活性炭是通過物理、化學(xué)、物理-化學(xué)聯(lián)合活化等“造孔”方法制備多級孔隙的活性炭材料。竹材天然的孔隙結(jié)構(gòu)使其活性炭制品具有較好的孔隙結(jié)構(gòu)，經(jīng)過活化后竹活性炭部分小孔徑的中孔、微孔被打開，不僅保持了竹材天然的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，而且具有更發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積，加強了竹活性炭的電化學(xué)性能，如圖1所示[4-5]。竹活性炭的電化學(xué)性能與其比表面積、孔徑分布、表面官能團(tuán)等諸多因素有關(guān)。竹活性炭比表面積越大，電化學(xué)性能越好，但不是呈線性關(guān)系。……