活性炭二次活化对其电化学容量的影响

为进一步提高作为电化学超级电容器电极材料活性炭的电化学容量, 采用KOH作为二次活性剂, 将所得活性炭进行二次化学活化处理, 从而得到二次活化活性炭. 将原始活性炭材料与二次活化活性炭材料都分别经过系列处理, 组装成电化学超级电容器进行电化学性能测试. 测试结果表明, 二次活化活性炭材料的电化学容量达到145.0 F·g-1(有机电解液), 远远大于原活性炭材料的容量(45.0 F·g-1). 为研究二次活化活性炭材料电化学容量大幅提高的原因, 将这两种材料分别进行微观结构数据测试, 包括比表面积、N2吸脱附等温曲线和孔径分布. 研究结果表明, 二次活化处理大大增加了二次活化活性炭材料在孔径为2-3 nm的中孔分布, 从而证实对于有机电解液, 电极材料在2-3 nm的中孔对其电化学容量的提高具有重要意义.     

碳纳米管的活化处理及对其电化学容量影响的研究

采用KOH为活性剂,对碳纳米管进行活化处理,经透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜从不同角度观察,发现得到了两端开口,管长较短,管壁粗糙的活性碳纳米管．用氮气自动吸附仪测试了活化前后两种碳纳米管的比表面积,发现活性碳纳米管具有比活化前碳纳米管更高的有效比表面积,将这两种碳纳米管分别作为电极材料应用于电化学超级电容器,经测试,发现活化后的碳纳米管的电化学容量大大提高,在有机电解液中达到了50F／g．     

Influence of Mechanical Activation Parameters on the Aggregate Size,Texture, and Functional Composition of the Surface of Carbon Black

The influence of mechanical activation parameters (acceleration of milling bodies and activation time) on the morphology, texture, and functional composition of the surface of P514 and N375 carbon black was studied. Mechanical activation of carbon black leads to a decrease in the carbon black aggregate size and in the dibutyl phthalate adsorption and to an increase in the ash residue. Rubber stocks were prepared from SKMS-30 ARK rubber and mechanically activated carbon black, and their physicomechanical properties after vulcanization were determined.     

Effect of Additive Agent on the Electrochemical Capacitance of Activated Carbon

In order to compare the effect of additive agent on the electrochemical capacitance of activated carbon, three additive agents like carbon nanotubes (CNTs), activated carbon fibre (ACF) and acetylene black (AB) were added to activated carbon by ultrasonic dispersion. Two electrodes including 95wt.% activated carbon, 2wt.% additive agent and 3wt.% PTFE binder were prepared. ECs were assembled in an argon-filled glove box by sandwiching a microporous separator (Celgard 2400) between two ele…     

活性炭表面担载氧化锰复合电极的电化学电容性能

通过在两种商品活性炭XC-72(比表面250m2·g-1)和YEC-8(比表面1726m·2g-1)电极表面涂刷Mn(NO3)2,并在200℃进行热分解得到表面担载氧化锰的复合材料电极.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征电极的形貌和氧化锰的晶体结构,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗考察了不同电极的电化学电容性能.结果表明,Mn(NO3)2在200℃的热解产物是α-Mn2O3和α-Mn3O4的混合物.当C和MnOx的质量比为2∶1和9∶1时,XC-72/MnOx中氧化锰的比电容分别达到499和435F·g-1,YEC-8/MnOx中氧化锰的比电容分别达到554和606F·g-1,表明氧化锰的赝电容对电极比电容的贡献十分显著.     

碳纳米管微结构的改变对其容量性能的影响

以KOH为活性剂，通过在高温下将碳纳米管进行活化处理来实现对碳纳米管管壁结构的改变，得到了比表面积和孔容分别是活化处理前约3倍和1.5倍的活性碳纳米管.将活化处理前后两种碳纳米管分别制作成电化学超级电容器电极，在充满氩气的无水手套箱组装成模拟电化学超级电容器，在恒流充放电模式下进行电化学可逆容量的测试，发现活性碳纳米管的电化学容量远高于活化前碳纳米管，是它的2倍.从而发现碳纳米管被打断，管壁变粗糙的活性碳纳米管比一般碳纳米管更适合用于电化学超级电容器电极材料.     

二氧化锰含量对活性炭电极电化学性能的影响

本文采用液相法、热分解MnCO₃法以及电解沉积法制备不同二氧化锰粉末,并将其与活性炭复合,应用于水系超级电容器. 使用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）技术对材料形貌进行表征. 使用循环伏安法以及恒流充放电法对其电化学性能进行测试. 实验数据表明,α-MnO₂（质量分数70%）掺杂活性炭电极的最大比容量为151 F•g^-1,β-MnO₂（质量分数60%）掺杂活性炭电极的最大比容量为172F•g^-1,γ-MnO₂（质量分数50%）掺杂活性炭电极的最大比容量为141F•g^-1,但二氧化锰粉末对电极内阻的影响呈无规律性.     

高分子型炭黑分散剂的合成及其性能研究

研究了嵌段型分分子颜料分散剂的合成及其有炭黑分散体系中的分散稳定作用。结果表明，高分子嵌段分散剂在炭黑分散体系中能明显改善分散稳定性。同时发现，嵌段分散剂的组成、结构及分子量对分散作用有综合影响。     

碳化钙骨架碳的N,O功能化及其电化学性能

以碳化钙为前驱体, 新鲜制备的高活性氯气为刻蚀剂, 采用低温一步合成法制备了多孔结构的碳化钙骨架碳 (CCDC). 将CCDC用硝酸进行氧化处理后, 在氩气保护下, 分别用尿素、三聚氰胺在950 ℃下碳化, 制备出富氮功能化的CCDC. 采用红外光谱、扫描电镜、元素分析等手段对材料进行物理表征, 发现功能化的CCDC有明显的氮、氧官能团存在, 极大地改善了CCDC的结构和表面活性. 将功能化的CCDC作电极材料并组装成超级电容器进行循环伏安、恒流充放电、循环寿命等电化学性能测试. 结果表明, 经硝酸、尿素、三聚氰胺处理后的CCDC电极, 在1 mol/L H₂SO₄中比电容分别达到181.5, 210.8和225.4 F•g^－1, 比处理前分别增长了17.3%, 36.3%和45.7%, 且循环5000次后, 容量几乎没有衰减.     

活化条件对活性碳纳米管比表面积的影响

以KOH为活化剂, 研究了多壁碳纳米管在制备活性碳纳米管过程中四个重要影响因素: 活化剂用量、活化温度、活化时间和活化过程中保护气体的流速对所得活性碳纳米管BET比表面积的影响并解释了原因. 研究表明上述四个因素都会对活性碳纳米管的比表面积产生较大的影响, 其中活化剂用量的影响最大, 在研究范围内可引起比表面积增大约241 m²•g^-1. 在这四个影响因素中除活性碳纳米管的比表面积随活化温度的增加而不断增加外, 其他三个影响因素的变化都会使活性碳纳米管的比表面积出现最大值, 而且四个影响因素的改变, 都不改变活性碳纳米管的孔洞主要是中孔和大孔的特点.     

耐高温高表面氧化铝的制备及性质——添加钡及钡与镧的协同作用对氧化铝热稳定性的影响

氧化铝是高温催化反应中常用的载体材料. 高于1 000 ℃时, Al2O3通过表面活性原子的迁移和表面羟基脱水发生烧结, 并向α相转变[1,2], 同时随着比表面积剧烈下降, 导致催化剂活性组分聚集, 催化剂活性下降等. 大量研究表明, 稀土元素, 硅及碱土元素可明显改善氧化铝的热稳定性[3～8]. 本文以溶胶-凝胶法单独引入Ba元素, 考察了Ba添加量对Al2O3热稳定性的影响. 还采用溶胶-凝胶与表面浸渍相结合的方式共同引入La和Ba, 考察了两元素协同作用对Al2O3热稳定性的影响.     

Effect of Extremely Short-Sized MWCNT as Additive Material in High Surface Area Activated Carbon and Its Enhanced Electrical LIC Performance

Extremely short-sized multi-wall carbon nanotube (CNT) and high surface area activated carbon were used to increase the electrical performance of lithium-ion capacitors (LIC). After electrodes were synthesized using extremely short-sized CNTs and high specific surface area activated carbon, their electrochemical characteristics were evaluated by XRD, SEM, TEM, cyclic voltammetry, EIS, BET, adoption isotherm, t-plot, and pore size distribution. In the process of electrode preparation using extremely short-sized CNTs and high specific surface area activated carbon, CNTs certainly caused a space-filling effect between these two materials, which had a significant effect on the evaluation of electrical characteristics. These relationships were demonstrated by the results of adsorption–desorption isotherm, pore size distribution, t-plot, and BJH plot. Particularly, in the electrochemical cyclic test, as the content of CNT increased, the current density significantly increased with the formation of a near-perfect rectangular shape. This tendency also exhibited excellent characteristics in a t-I plot, Tafel plot, and LSV plot, which clearly affected the electrochemical oxidation–reduction reaction due to the densification of filling density and space structure by adding extremely short-sized CNTs to the active material. In addition, YP80_CNT3 formed a specific resistance value in the range of 7.2 to 6.2 Ω/cm², showing significantly reduced values compared to other samples. This research presented herein offers a promising route for the rational design of MWCNT and stable electrochemical reaction with LIC working mechanism.     

炭黑表面含氧量对HDPE—CB复合物导电性能的影响

通过硝酸氧化处理炭黑（CB）,使其表面含氧量（氧元素与碳元素的摩尔百分比）由1．0％（CB1）提高到7．0％（CB2）。分别以CB1和CB2为填料,以高密度聚乙烯（HDPE）为基体,制备了两种导电复合材料。与碳粒子填充极性聚合物相反,表面含氧量高的CB2填充HDPE复合物的渗流阈值低。采用SEM、动态电渗流效应和Payne效应分析了两种炭黑在HDPE中的分散和凝聚特征。结果表明：CB2在HDPE中分散更不均匀,更容易凝聚形成网络。炭黑在非极性HDPE中凝聚形成导电网络的能力随炭黑表面含氧量的增加而提高。     

丙烯酸甲酯在炭黑表面的接枝聚合及水解

在炭黑表面接枝聚合物 ,可提高其在相应介质中的分散性[1] .乙酰丙酮合锰可以有效地引发羊毛、纤维素、淀粉等天然高分子的接枝聚合 [2～ 4 ] ,季君晖 [5]将其与羟甲基化炭黑组成引发体系 ,引发了甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等单体在炭黑表面进行接枝聚合 .但该体系难以引发水溶性的单体 ,因此得到的接枝炭黑只能用于油性体系 .目前制备亲水性接枝炭黑大多采用 Ce4 +/羟甲基化炭黑引发体系 ,该体系对 O2 特别敏感 ,反应条件相当苛刻 .本文采用乙酰丙酮合锰与羟甲基化炭黑组成引发体系 ,引发丙烯酸甲酯在炭黑表面的接枝聚合 .在 Na…     

苯基键合高比表面积活性炭的制备及其对挥发性有机化合物的吸附性能研究

以核桃壳为原料,经过碳化、KOH活化, 制备了高比表面积活性炭,通过三甲基氧基苯基硅烷对活性炭表面进行改性,制得苯基键合高比表面积活性炭吸附材料.通过氮气吸附法测定了苯基键合活性炭的比表面积及孔径分布;采用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线粉末衍射技术对苯基键合活性炭的有机官能团、表面元素的化学环境及晶体结构进行了表征.将该吸附材料制成采样管,吸附空气中的挥发性有机物,二硫化碳解吸后使用气相色谱进行分析.考察了苯基键合活性炭对乙醇、丙酮、正己烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷和苯共7种挥发性有机化合物(VOCs)的吸附性能,饱和吸附量在129~216 mg/g之间;在0.05~ 2.50 mg/mL范围内,7种组分的峰高与浓度呈良好的线性关系,检出限在0.92~3.60 mg/m3之间.     

铜-镍合金电极表面组成及状态的变化对硝基苯电还原的影响

铜-镍合金电极表面组成及状态的变化对硝基苯电还原的影响;Monel合金电极;表面状态;硝基苯;对氨基苯酚;电还原     

活化和表面改性对碳纳米管超级电容器性能的影响

用KOH为活化剂对碳纳米管（CNTs）进行活化；用浓硝酸为氧化剂对活化CNTs进行表面改性.通过TEM、BET和IR对经过活化和表面改性的CNTs进行了分析,并运用循环伏安和恒流充放电测试研究了活化和表面改性对CNTs超级电容器性能的影响.结果表明,通过活化使CNTs的比表面积增大,从而使其比电容从未活化时的43 F•g－1提高到73 F•g－1；通过表面改性引进赝电容,使电容器的比电容进一步提高到94 F•g－1.     

多壁碳纳米管结构与其电化学容量之间关系的研究

采用化学气相沉积法,通过改变催化剂的成分、碳源、反应和后处理条件来制 备不同管径、管长、石墨化程度的多壁碳纳米管。经电化学容量性能测试、透射电 子显微镜观察和N_2吸附等结构表征,发现管径分布为30.0～40.0 nm、管长越短、 石墨化程度越低、比表面积越大、孔容越大的多壁碳纳米管具有更好的电化学容量 。     

Adsorption of Carbon Dioxide on Chemically Modified High Surface Area Carbon-Based Adsorbents at High Temperature

The adsorption capacity of carbon dioxide on high surface area carbon-based adsorbents before and after chemical modification at 28°C and 300°C have been studied. The high adsorption capacity adsorbents for carbon dioxide at high temperature have been developed by introducing MgO and S–CaO–MgO on carbon-based adsorbents. Their adsorption capacities for carbon dioxide were 0.28 and 0.22 m mol/g at 300°C, 1 Bar, respectively.