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活性炭的微结构与超级电容器性能的构效关系

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以生物质柞木为原料,采用不同活化法制备具有不同结构特征的柞木基活性炭,利用N2吸附、FT-IR、XPS、XRD、Raman光谱等表征手段对活性炭的微结构特性进行解析,探究活化方式对活性炭微结构性能的影响;微结构与超级电容器性能的构效关系.研究表明:KOH和H3PO4-KOH法制备的活性炭微孔发达,炭结构表面缺陷位与杂原子丰富,在低电流密度下表现出更高的比电容;H3PO4-KOH法制备的活性炭具备更宽的微介孔分布与孔道连通性,使其具有更好的电容保持率;CO2、H3PO4和H3PO4-CO2法制备的活性炭介孔发达,微孔体积小,孔道连通性差,炭结构相对完整,裸露于炭结构表面的缺陷与杂原子相对较少,尽管电容保持率较高,但比电容较低.因此,高性能的超级电容器活性炭电极应具有发达的微孔结构、较宽的微介孔分布、通畅的微介孔连通结构,同时含有更多的裸露于炭结构表面的结构缺陷与杂原子基团,从而提高超级电容器的能量密度.
Structure-property relationship between microstructure of activated carbon and supercapacitor performance

刘宇喆、李成才、李琳、王少辉、刘培慧、王同华

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大连理工大学化工学院,辽宁大连116024

活化方式 结构特征 电化学性能 构效关系

营口市企业博士双创计划辽宁省"兴辽英才计划"项目

2020-04XLYC1908033

2022

10.11949/0438-1157.20211639

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(4)
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