林威 彭超 李长旭

摘要：通过氢氧化钾溶液水热和活化工艺，将废弃荔枝壳转化为生物质分级多孔活性炭材料。当电流密度为1 A g-1时，所制备的炭材料以氢氧化钠和氢氧化钾为电解液的比电容分别为376 F g-1和333 F g-1;继而为废弃荔枝壳提供一种资源化的可行途径，并增加其附加值。

关键词：荔枝壳;资源化;水热;活化;超级电容器

Abstract：The waste litchi shell is converted into biomass graded porous activated carbon material through the hydrothermal of potassium hydroxide aqueous and carbonization process.When the current density is 1 A g-1， the specific capacitances of the prepared porous carbon material using sodium hydroxide aqueous and potassium hydroxide aqueous as electrolytes are 376 F g-1 and 333 F g-1，respectively.In addition，it provides a feasible way of resource for waste litchi shell，and increase its added value.

Key words：Litchi shell;Resource;Hydrothermal;Activation;Supercapacitor

1 背景介绍

超级电容器，一种能量密度和功率密度介于电池和物理电容器之间的能量储存器件[1]。超级电容器用生物质活性炭因低廉的成本、丰富的含氧官能团和较高的比表面积等特性倍受研究人员青睐用于电极材料研究[2]。生物质活性炭通过KOH活化工艺，以胖大海、柚子皮等生物质为碳源所制备的多孔活性炭材料拥有良好的电化学电容性能[3，4]。

近来，国家倡导了一些“无废城市”的试点，其中一项主要工作就是推进固体废物源头减量和资源化利用，即将可能再利用的固体废物进行资源化，并实现附加值的增值利用。本文以废弃生物质荔枝壳作为碳源，以氢氧化钾溶液水热和活化工艺制备多孔活性炭材料，通过BET测试、SEM、FT-IR和电化学测试方法来表征所制备的炭材料的相关性能参数。

2 实验部分

2.1 实验材料及主要仪器

材料及试剂：废弃荔枝壳，氩气，氢氧化钾，泡沫镍，聚四氟乙烯，乙炔黑和导电石墨;

仪器：电子分析天平（TP-114），水平管式炉（GSL-1700X），BET测试仪（ASAP-2000）和电化学工作站（CHI 660D）。

2.2 荔枝壳分级多孔活性炭的制備

收集废弃荔枝壳，自然风干备用。水热过程：将风干荔枝壳在盛有2mol/L KOH溶液的反应釜中80℃恒温12h，洗净后得样品LC-1;活化过程：水热后的荔枝壳冷冻干燥后在氩气氛围中800 ℃并保温60min，洗净后得样品LC-2。……