KOH添加方式对煤基活性泡沫炭电化学性能的影响

以强黏性炼焦煤为原料，经常压自发泡法制得的煤基泡沫炭(NCF)为碳基底，KOH为活化剂，采用机械混合、水溶液浸渍、乙醇浸渍三种不同的方式制备煤基活性泡沫炭(HPCs)，并将其用作双电层电容器的电极材料，研究了KOH添加方式对其微观结构和电化学性能的影响。结果表明，KOH分散度和附着性对煤基活性泡沫炭孔隙结构的生成、晶体结构、表面化学性质以及电化学性能有显著影响。煤基泡沫炭本身具有三维连通泡孔结构，有利于活化剂(KOH)深入材料的泡孔内部并为其提供大量附着位点，增大活化剂与碳基体的接触面积进而发生高效的活化。KOH水溶液的流动性较好，可以使K⁺更有效地穿插在NCF的泡孔结构中，在活化过程中作用于缺陷部位，在碳基体内部基质上产生更多的微孔以及介孔结构，有效地放大了活化效果。KOH水溶液浸渍泡沫炭材料制得的ACF-W样品拥有最高的比表面积(3098.35 m²/g)、总孔体积(1.68 cm³/g)、介孔体积比(59.13%)，将其用作电极材料表现出优异的比电容(310 F/g)以及循环稳定性。