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活性炭电极材料的表面改性和性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]同济大学化学系,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(50472089)资助项目
中文摘要:

以硝酸、双氧水、氨水三种化学试剂分别对活性炭进行表面改性,用N2吸附法和FTIR表征炭材料改性前后孔结构和表面官能团的变化.制备了以改性活性炭为电极材料,KOH溶液为电解质的模拟双电层电容器.用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法考察了双电层电容器的电化学性能.结果表明,改性活性炭比表面积和平均孔径有所降低,并且在炭材料表面引入了含氧或含氮官能团,如—OH、∨CO、—NH2等,使炭材料的润湿性增强、电阻减小、电化学性能显著提高.用65%硝酸改性后炭材料的比容量最高达到250F·g^-1,比原样炭提高了72.4%;实验电容器的漏电流急剧下降,只有3-18μA,为原来电容器的漏电流(371μA)的0.8%-4.9%.

英文摘要:

A commercial activated carbon was modified by surface treatment using three chemicals, nitric acid, hydrogen peroxide, and ammonia, respectively. The modified carbons were characterized by N2 adsorption-desorption is otherms and FTIR spectroscopy. The resultant carbon electrode-based electric double-layer capacitors (EDLCs) were assembled with 6 mol·L^-1 KOH as the electrolyte. The influence of surface modification on the performance of EDLCs was studied by galvanostatic charge-discharge, cyclic voltammetry, and alternating current impedance. The surface modification resulted in no big decrease in specific surface area and little decrease in average pore size, and introduced functional groups, such as hydroxyl, carbonyl, and amidogen, on the carbon surface. These functional groups significantly improved the wettability and reduced the resistance of the activated carbon. As a result, the specific capacitance of the carbon modified with 65% HNO3 reached 250 F·g^-1, 72.4% higher than that of original carbon. The leakage current of testing EDLCs decreased unexpectedly to 3-18 μA, only 0.8%-4.9% that of the original carbon electrode-based EDLC (371 μA).

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781