中文摘要：

在脱硫沥青中分别添加无机硫、有机硫作为含硫的模拟前驱体，采用KOH活化法制备活性炭，以制得活性炭作为超级电容器活性炭电极材料。系统研究前驱体中硫的含量及形式在活性炭活化制备过程中的变化规律；分析制得活性炭的孔结构及表面特性，获得前驱体中硫的含量和形式对活性炭中残余硫的含量及形式、活性炭孔结构的影响规律；通过超级电容器活性炭电极电化学性能测试与评价，获得前驱体中硫含量及形式对活性炭电极电化学性能的影响规律。通过含硫物质的定性定量分析、活性炭孔结构分析及活性炭电极电化学性能的分析，探寻前驱体中硫参与活化过程的机理，硫含量及形式对活性炭性能及活性炭电极电化学性能的作用机理。解决前驱体中硫含量及形式对活性炭特性以及超级电容器活性炭电极电化学性能影响规律的重要基础科学问题，也为含硫类（尤其是中高硫类）矿物质前驱体制备活性炭及制得活性炭用于超级电容器炭电极材料提供技术参数与理论依据。

结论摘要：

本项目通过外加有机硫化物二苯并噻吩DBT、无机硫化物黄铁矿FeS2及硫酸钾K2SO4等合成含硫模拟前驱体，采用KOH化学活化法制备超级电容器电极用高比表面积活性炭(AC)。首次以模拟前驱体的形式实现人为可控的、单因素系统考察前驱体中含硫化合物对活性炭结构及其电容性能的影响规律。探讨了DBT参与KOH活化反应的机理，提出DBT虽会导致AC的孔结构及其电容性能降低，但可通过适量增加KOH的量完全消除DBT造成的负面影响。据此首次提出含有机硫的矿物质完全有可能作为潜在的制备高性能AC前驱体。分析了FeS2参与KOH活化反应的作用机理，定性定量的考察了FeS2含量与AC孔隙结构与电容性能之间的关系。发现源自部分FeS2中的无机硫会在KOH活化过程中转化为AC自身的有机硫。与DBT相比，FeS2对AC电容性能产生的负面影响更大且难以消除。首次明确指出对于实际的矿物质，应当严控其中FeS2的含量，尽可能降低其对AC电容性能带来的负面影响。研究还发现了K2SO4能够协同KOH发生活化拓孔反应，能明显增大AC的孔隙发达程度，提高电极的电容性能。证实K2SO4？起到了有效的助活化作用。首次明确证实保留矿物质中的K2SO4会更有利于制备超级电容器用AC电极材料。本项目采用加拿大光源中心（CLS）同步辐射光源作为硫分析及检测的手段，为考察前驱体中含硫化合物在KOH活化制备过程中的转化机制及其对超级电容器AC电极孔结构及电容行为的影响规律及机理提供了有力的依据。本项目的研究为含硫类（尤其是中高硫类）矿物质前驱体制备超级电容器炭电极用高表面活性炭提供了技术参数与理论依据。根据本项目计划书中的年度计划，各项任务均已顺利完成。项目执行期间取得了良好的研究成果，共计发表SCI论文11篇，培养硕士2名。圆满完成项目计划书中的研究目标。