煤基活性炭具有生产成本低来源广泛制备方法,rubycon煤基活性炭作为电极材料
煤基活性炭具有生产成本低来源广泛制备方法,rubycon煤基活性炭作为电极材料
煤基活性炭煤基活性炭产量占我国活性炭总产量的70%以上,是我国活性炭生产的主要品种,rubycon煤基活性炭具有生产成本低、来源广泛、制备方法简单、导电性好、比表面积高、耐腐蚀性强、孔结构可控以及电化学性能稳定等特点,因此,以煤基活性炭作为电极材料具有广阔的应用前景,以太西无烟煤为原料,KOH为活化剂,在炭碱比4∶1条件下,活化1h制得比表面积为3059m2·g-1的活性炭,中孔率为63%,在3mol·L-1的KOH电解液中比电容高达322F·g-1,且在大电流密度下充/放电时的比电容保持率高,漏电流仅为0.06mA,rubycon以河南永城无烟煤为原料,制得高比表面积煤基活性炭,比电容高达324F·g-1,经1000次循环后,比电容保持率达92%。Zhang等[30]以烟煤为原料,采用KOH快速活化法制备出一种中等比表面(1950m2·g-1)的富氧活性炭,该富氧活性炭作电极材料具有更高的能量密度和功率密度,在50mA·g-1和20A·g-1电流密度下,其比电容分别高达370F·g-1和270F·g-1,rubycon石油基活性炭石油焦是石化炼化行业的副产物,其资源丰富、分布广、价格低、碳含量高,生产的活性炭收率高、比表面积大。另外,石油焦的灰分、挥发分低,生产的活性炭杂质含量低,性能优良,rubycon通过正交试验考查了不同影响因素对活性炭产物性能的影响,其作用程度大小顺序为:原料焦微观结构>活化温度>碱炭比>原料粒度>活化时间(“>”表示“优于”)。在最优组合条件下,以盘锦石油焦为原料,KOH活化制得比表面积为3730m2·g-1的活性炭,同时发现原料中具有小晶粒、细镶嵌型光学结构的生焦与活化剂的反应活性最高,而且所制备的活性炭比表面积也最大,在以石油焦为原料,KOH活化后得到多孔炭的基础上,将其浸渍于硝酸铁溶液后炭化及二氧化碳高温活化,制得比表面积为2738m2·g-1,总孔容为1.51cm3·g-1的活性炭。经过金属盐浸渍二次活化后,多孔炭的中孔率由43.2%提高到70.7%,显著提高了电极的充/放电速率。肖荣林等通过引入活性气体氢气,在降低碱用量的条件下,获得高比表面积的活性炭,且比未引入氢气时制备的活性炭表现出更优异的性能。加入的氢气可与活性炭表面的官能团反应,提供更多的活性点,促进活性炭孔隙结构的发展,同时调节孔隙结构分布。