张浩然:树脂-沥青基多级孔碳材料的制备及其电化学性能研究论文

张浩然:树脂-沥青基多级孔碳材料的制备及其电化学性能研究论文

本文主要研究内容

作者张浩然(2019)在《树脂-沥青基多级孔碳材料的制备及其电化学性能研究》一文中研究指出:多级孔碳由于其丰富的孔结构而被用于各种领域,例如电极材料、吸附剂、催化剂等,而掺杂碳材料可明显改善碳材料的电化学性能,常见的掺杂元素有N、O、S、B等。树脂类前驱体具有已知稳定的大分子结构,且其自身就含有丰富的官能团,适合将其作为制备掺杂硬碳材料的前驱体;而煤、煤沥青、石油焦等优势在于原料来源丰富且高温碳化后可成为导电性能较好的软碳。本研究中以树脂和沥青做为起始物,将沥青与树脂共混固化后,制备成树脂改性沥青。将此改性沥青热解成软碳与3D硬碳复合的掺杂多孔碳材料。该复合碳材料展示了良好的电容性能,为超级电容器电极材料的制备提供了新思路,主要的内容及成果如下:(1)将基质沥青、高软化点沥青、中间相沥青分别与苯并恶嗪树脂、酚醛树脂、环氧树脂复合制备树脂改性沥青试样作为碳源,使树脂改性沥青试样与NaCl-KCl-KOH熔盐体系混合,碳化后获得3D掺杂多级孔碳材料。结果表明:经熔盐活化法处理的碳材料微孔占比较高,具有较高的比表面积其中苯并恶嗪树脂改性基质沥青试样(BOZ-1)、酚醛树脂改性基质沥青试样(PF-1)、环氧树脂改性高软化点沥青试样(EP-2)的比表面积分别为1438.4849 m2/g、1401.4176 m2/g和992.4563 m2/g。此外,作为电极材料在1A/g的电流密度下BOZ-1、PF-1、EP-2的比电容值分别为215 F/g、154 F/g、148 F/g。(2)以苯并恶嗪树脂改性基质沥青试样(BOZ-1)为原料,采用熔盐法、浸渍法、研磨法制备3D多级孔掺杂碳材料。结果表明:熔盐法、浸渍法和研磨法等不同活化方法所制备出的多级孔碳材料均具有较高的比表面积和较好的电化学性能,熔盐法条件下NaCl-KCl与KOH的比例为4:1(RY-4:1)、浸渍法条件下KOH的浓度为40%(JZ-40)、研磨法条件下碳碱比为1:1.5(YM-1:1.5)时比表面积分别为1438.4849 m2/g、973.6438m2/g、946.8596 m2/g,RY-4:1、JZ-40、YM-1:1.5的比电容值分别为215 F/g、235 F/g、238 F/g。(3)将苯并恶嗪树脂、基质沥青和氯化锂无机盐在溶剂中混合,无机盐晶粒通过固化反应均匀地分散在复合物内部,再通过煅烧活化制备出孔道结构合理的多级孔碳。结果表明:该多级孔碳材料拥有较高的比表面积,氯化锂可以起到造孔剂的作用,且不同的氯化锂添加量可改变多级孔碳的孔结构,特别是对多级孔碳的倍率性能产生影响。当氯化锂添加量为10%、20%、40%、50%时比表面积分别为399.804 m2/g、569.854 m2/g、1186.705 m2/g、634.053 m2/g,在1A/g的电流密度下氯化锂添加量为40%时比电容值为246 F/g,当电流密度为50A/g时,材料比电容值可达近74 F/g。

Abstract

duo ji kong tan you yu ji feng fu de kong jie gou er bei yong yu ge chong ling yu ,li ru dian ji cai liao 、xi fu ji 、cui hua ji deng ,er can za tan cai liao ke ming xian gai shan tan cai liao de dian hua xue xing neng ,chang jian de can za yuan su you N、O、S、Bdeng 。shu zhi lei qian qu ti ju you yi zhi wen ding de da fen zi jie gou ,ju ji zi shen jiu han you feng fu de guan neng tuan ,kuo ge jiang ji zuo wei zhi bei can za ying tan cai liao de qian qu ti ;er mei 、mei li qing 、dan you jiao deng you shi zai yu yuan liao lai yuan feng fu ju gao wen tan hua hou ke cheng wei dao dian xing neng jiao hao de ruan tan 。ben yan jiu zhong yi shu zhi he li qing zuo wei qi shi wu ,jiang li qing yu shu zhi gong hun gu hua hou ,zhi bei cheng shu zhi gai xing li qing 。jiang ci gai xing li qing re jie cheng ruan tan yu 3Dying tan fu ge de can za duo kong tan cai liao 。gai fu ge tan cai liao zhan shi le liang hao de dian rong xing neng ,wei chao ji dian rong qi dian ji cai liao de zhi bei di gong le xin sai lu ,zhu yao de nei rong ji cheng guo ru xia :(1)jiang ji zhi li qing 、gao ruan hua dian li qing 、zhong jian xiang li qing fen bie yu ben bing e qin shu zhi 、fen quan shu zhi 、huan yang shu zhi fu ge zhi bei shu zhi gai xing li qing shi yang zuo wei tan yuan ,shi shu zhi gai xing li qing shi yang yu NaCl-KCl-KOHrong yan ti ji hun ge ,tan hua hou huo de 3Dcan za duo ji kong tan cai liao 。jie guo biao ming :jing rong yan huo hua fa chu li de tan cai liao wei kong zhan bi jiao gao ,ju you jiao gao de bi biao mian ji ji zhong ben bing e qin shu zhi gai xing ji zhi li qing shi yang (BOZ-1)、fen quan shu zhi gai xing ji zhi li qing shi yang (PF-1)、huan yang shu zhi gai xing gao ruan hua dian li qing shi yang (EP-2)de bi biao mian ji fen bie wei 1438.4849 m2/g、1401.4176 m2/ghe 992.4563 m2/g。ci wai ,zuo wei dian ji cai liao zai 1A/gde dian liu mi du xia BOZ-1、PF-1、EP-2de bi dian rong zhi fen bie wei 215 F/g、154 F/g、148 F/g。(2)yi ben bing e qin shu zhi gai xing ji zhi li qing shi yang (BOZ-1)wei yuan liao ,cai yong rong yan fa 、jin zi fa 、yan mo fa zhi bei 3Dduo ji kong can za tan cai liao 。jie guo biao ming :rong yan fa 、jin zi fa he yan mo fa deng bu tong huo hua fang fa suo zhi bei chu de duo ji kong tan cai liao jun ju you jiao gao de bi biao mian ji he jiao hao de dian hua xue xing neng ,rong yan fa tiao jian xia NaCl-KClyu KOHde bi li wei 4:1(RY-4:1)、jin zi fa tiao jian xia KOHde nong du wei 40%(JZ-40)、yan mo fa tiao jian xia tan jian bi wei 1:1.5(YM-1:1.5)shi bi biao mian ji fen bie wei 1438.4849 m2/g、973.6438m2/g、946.8596 m2/g,RY-4:1、JZ-40、YM-1:1.5de bi dian rong zhi fen bie wei 215 F/g、235 F/g、238 F/g。(3)jiang ben bing e qin shu zhi 、ji zhi li qing he lv hua li mo ji yan zai rong ji zhong hun ge ,mo ji yan jing li tong guo gu hua fan ying jun yun de fen san zai fu ge wu nei bu ,zai tong guo duan shao huo hua zhi bei chu kong dao jie gou ge li de duo ji kong tan 。jie guo biao ming :gai duo ji kong tan cai liao yong you jiao gao de bi biao mian ji ,lv hua li ke yi qi dao zao kong ji de zuo yong ,ju bu tong de lv hua li tian jia liang ke gai bian duo ji kong tan de kong jie gou ,te bie shi dui duo ji kong tan de bei lv xing neng chan sheng ying xiang 。dang lv hua li tian jia liang wei 10%、20%、40%、50%shi bi biao mian ji fen bie wei 399.804 m2/g、569.854 m2/g、1186.705 m2/g、634.053 m2/g,zai 1A/gde dian liu mi du xia lv hua li tian jia liang wei 40%shi bi dian rong zhi wei 246 F/g,dang dian liu mi du wei 50A/gshi ,cai liao bi dian rong zhi ke da jin 74 F/g。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自长安大学的张浩然,发表于刊物长安大学2019-11-04论文,是一篇关于掺杂多孔碳论文,树脂论文,沥青论文,熔盐法论文,电化学论文,长安大学2019-11-04论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自长安大学2019-11-04论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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