一步炭化制备氮氧共掺杂柚子皮纤维基活性炭及其电容性能研究*
2020-10-21唐远谋杨珺杰陈俊霖石小琴
首都师范大学学报(自然科学版) 2020年5期
唐远谋 李 婧 杨珺杰 陈俊霖 冯 静 石小琴
(成都大学药学与生物工程学院,四川 成都 610106)
0 引 言
不可再生资源的不断消耗,导致资源短缺和环境污染形势日益凸显,清洁、高效和可再生新能源的开发备受关注.电化学电容器是一种新型的储能器件,与传统电容器相比,拥有更高的比容量和比功率密度,且具有循环寿命长、充放电效率高和环境友好等特点[1].
目前,影响电化学电容器电容性能的关键在于电极材料.依据储能原理,电化学电容器的电极材料,主要包含通过双电层原理储能的碳基材料以及通过法拉第赝电容原理储能的金属氢氧化物/氧化物和导电聚合物这2类[2-4].作为碳基双电层电容器材料的典型代表之一,活性炭具有价廉、易得和电化学性能稳定等优点,被广泛用作电化学电容器的电极材料.由生物质制作的活性炭材料具有原料可再生、来源广和价格低廉等优势.目前,以生物质基活性炭用于电化学电容器的电极材料取得了一定进展.Song等[5]以绿豆壳为原料,氢氧化钾(KOH)为活化剂,制备得到系列绿豆壳基多孔碳材料,该材料在电流密度为1.0 A/g时,比电容最高可达到390.0 F/g;Wan等[6]以氯化锌(ZnCl2)和氯化铁(FeCl3)作为混合致孔剂,直接碳化活化废弃纸板得到氮(N)、硫(S)共掺杂的分级多孔碳材料,在电流密度为1.0 A/g时,比电容最高可达到361.6 F/g;Wu等[7]以合欢花为原料,KOH为活化剂,一步热解活化制备棒状多孔碳材料,在电流密度0.5 A/g时,比电容可达406.0 F/g;此外,还有以柳絮[8]、紫苏叶[9]、米……
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