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磺化沥青基活性炭在超级电容器中的应用

磺化沥青基活性炭在超级电容器中的应用. 报告人:郭艳 2012 年 12 月 27 日. Table of Contents. 1. 研究背景. 2. 研究内容. 3. 实验存在问题. 1 . 研究背景. EDLC 工作机理 磺化沥青的制备 应用. EDLC 工作机理. 活化方法. 物理活化法. 化学活化法. 活化剂 : CO 2 , H 2 O,0 2 优点: 工艺简单,清洁 缺点: 活性较弱 活化不均匀. 活化剂 :碱金属的 氢氧化物和酸 优点: 活化时间短 反应易控 比表大

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磺化沥青基活性炭在超级电容器中的应用

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Presentation Transcript


  1. 磺化沥青基活性炭在超级电容器中的应用 报告人:郭艳 2012年12月27日

  2. Table of Contents 1. 研究背景 2.研究内容 3. 实验存在问题

  3. 1.研究背景 • EDLC工作机理 • 磺化沥青的制备 • 应用

  4. EDLC工作机理

  5. 活化方法 物理活化法 化学活化法 活化剂:CO2,H2O,02 优点:工艺简单,清洁 缺点:活性较弱 活化不均匀 活化剂:碱金属的 氢氧化物和酸 优点:活化时间短 反应易控 比表大 缺点:成本高 腐蚀设备 污染环境

  6. 相关文献 • [1]Fujii M, Yamada Y, Imamura T, Preparation of aqua-mesophase by nitration or sulfonation of carbonaceous mesophase and properties of carbon material made from it, 18th Biennial Conference of Carbon, 1987: 405-406 • [2]Tateshi D, Esumi K, Honda H, Formation of carbonaceous gel, Carbon, 1991, 29(8) : 1296-1298 • [3]Tateishi D, Esumi K, Honda H, et al., Preparation of carbonaceous gel beads, Carbon, 1992, 30(6): 942-944. • [4] Tateishi, D, Esumi, K, Honda, H, Preparation of Organo-carbonaceous gel, Carbon, 1992, 30(6): 944-945. • [5] Esumi K, Sugii H, Taeishi D, Preparation of carbon microbeads containing fine platinum particles from‘aqua-mesophase’, Carbon, 1992, 30: 121-122 • [6] Oda H, Tateishi D, Esumi K, The formation of porous carbon materials from carbonaceous gel, Carbon, 1994, 32: 355-356 • [7] JinWang, MingmingChen, ChengyangWang, et al., Mesoporous Activated Carbon From Amphiphilic Carbonaceous Material and Its Application in electric double-layer capacitor, 3rd International Nanoelectronics Conference, INEC, 2010, 222-223   • [8] JinWang, MingmingChen, ChengyangWang, et al., Amphiphilic carbonaceous material modied graphite as anode material for lithium-ion batteries, Materials Letters, 2010, 64(21):2281-2283 • [9] Jiuzhou Wang, Mingming Chen, Chengyang Wang, Jin Wang and JiamingZheng, A facile method to prepare carbon aerogels from amphiphilic carbon material, Materials Letters, 2012, 68:446-449.

  7. 制备流程 • 原料: 石油沥青 四氯化碳 发烟硫酸 氢氧化钠 • 工艺: 沥青 回流溶解 磺化 中和 溶剂回收 产品干燥 磺化沥青 • 主要成分:沥青磺酸钠,少量沥青酚盐, 无机物和氧化沥青

  8. 性能指标 • PH值8-9 • 磺酸钠≥10 % • 水溶物≥70 % • 油溶物≥25 % • 水份≤8 % • 高温高压滤失量ml ≤25

  9. 应用 泥浆处理剂 优点:性能好,价格低廉 功能:防塌陷,耐高温 机理:水溶部分:吸附带正电荷泥浆,阻止其分散 水不溶部分:堵塞滤饼孔隙 优质活性炭 优点:水溶性,纳米尺度与活化剂接触克服传质阻力 分子上含有很多官团,增加了反应活性位 层间距较大,活化过程中钾更容易嵌入

  10. 2.研究内容 制备 低碱炭比制备高比表活性炭 应用 用作超级电容器电极材料

  11. 制备:不同碱炭比 KOH活化制备活性炭的比表面积和孔结构参数

  12. 制备:不同碱炭比 磺化沥青基活性炭的吸脱附等温线(a)和孔径分布(b)

  13. 应用:电化学性能 • 循环伏安特性 磺化沥青基活性炭不同扫描速率(5-200mV/s)下的循环伏安曲线,SP-1:1(a),SP-2:1(b)

  14. 应用:电化学性能 • 交流阻抗 (a)SP-1:1 (b)SP-2:1

  15. 应用:电化学性能 • 循环性能 样品在1A/g电流密度下的循环性能,SP-1:1(a),SP-2:1(b)

  16. 3.实验存在的问题 • 杂质的去除 EDS

  17. 谢谢大家!

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