生物质材料的制备及其在超级电容器中的应用

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本文采用生物质材料为原料,采用高温炭化和化学活化法分别制备了香蒲绒基活性炭和法国梧桐基活性炭,并以它们为活性物质,泡沫镍为集流体,制备了超级电容器的电极。本文中选取的生物质材料原料都是容易获得、处理简便、产量较大的,具有一定环保效益。主要研究成果如下:  1.首次利用高温炭化法和化学活化法制备了香蒲绒基活性炭,以泡沫镍为集流体制作了电极。通过恒流充放电测试分析,在电流密度分别为1 A/g,2A/g,5A/g,10 A/g下,其比电容分别为158 F/g,148 F/g,145 F/g和134 F/g。在5A/g电流密度循环了1000次后,比电容仍保留97.4%,电极性能较好。  2.首次利用高温炭化法和化学活化法制备了法国梧桐基活性炭,并以泡沫镍为集流体制作了电极。通过氮气吸脱附测试验证了化学活化法对生物炭孔隙分布及比表面积的积极影响。在电流密度分别为1 A/g,2A/g,5A/g,10 A/g下,其比电容分别达到266 F/g,244 F/g,215 F/g,210 F/g。在5A/g电流密度下,循环2000次后比电容仍保留97.0%,电极性能良好。  3.利用高温炭化和化学活化法制备了法国梧桐基活性炭,同时利用自模板牺牲法制备了Cu7S4/NiS材料;通过超声法制备了法国梧桐基活性炭/Cu7S4/NiS。在电流密度分别为1 A/g,2A/g,5A/g,10A/g下,其比电容分别达到1210 F/g,502 F/g,398 F/g,380 F/g。在5A/g电流密度下,循环1000次后比电容仍保留90.2%,电极性能良好。
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