
0 引言
1 马尾藻基超级活性炭的制备、表征与测试方法
1.1 实验试剂和仪器
Table 1 Proximate and ultimate analyses of Sargassum表1 马尾藻的工业分析和元素分析(质量百分数) |
样品 | 工业分析 / %(ada) | 元素分析 / %(ada) | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水分 | 灰分 | 挥发分 | 固定碳 | C | H | Ob | N | S | ||
马尾藻 | 1.57 | 10.76 | 72.64 | 15.03 | 43.62 | 6.78 | 31.86 | 4.13 | 1.28 |
注:a 空气干燥基;b 通过差分法计算得出。 |
1.2 活性炭的制备
Table 2 The activation process of SAC samples表2 样品的活化工况 |
样品名称 | 活化温度 / ℃ | 活化时间 / min | 浸渍比 |
---|---|---|---|
SAC-800-120-4 | 800 | 120 | 4:1 |
SAC-800-120-3 | 800 | 120 | 3:1 |
SAC-800-120-2 | 800 | 120 | 2:1 |
SAC-800-90-4 | 800 | 90 | 4:1 |
SAC-800-60-4 | 800 | 60 | 4:1 |
SAC-700-120-4 | 700 | 120 | 4:1 |
SAC-900-120-4 | 900 | 120 | 4:1 |
1.3 电极片的制备与电化学测试
2 活性炭电极材料的表征及电化学分析
2.1 材料特性表征
Fig. 1 SEM images of the samples: (a, b) SAC-800-120-4; (c, d) the biochar图1 样品的SEM图:(a、b)SAC-800-120-4;(c、d)未经活化的生物质半焦 |
Fig. 2 (a) XRD pattern of SAC-800-120-4; (b) Raman spectra of SAC-800-120-4; (c) FT-IR spectra of SAC-800-120-4; (d) N2 adsorption and desorption isotherm of SAC-800-120-4图2 (a) SAC-800-120-4的XRD图谱;(b) SAC-800-120-4的拉曼光谱;(c)SAC-800-120-4的FT-IR图谱;(d) SAC-800-120-4的氮气吸附解吸曲线和孔径分布 |
2.2 电化学性能
Fig. 3 CV curves of the two-electrode system: (a) SAC-800-120-4; (b) SAC-800-120-3; (c) SAC-800-120-2; (d) SAC-800-90-4; (e) SAC-800-60-4; (f) SAC-700-120-4; (g) SAC-900-120-4图3 二电极系统的CV曲线:(a)SAC-800-120-4;(b)SAC-800-120-3;(c)SAC-800-120-2;(d)SAC-800-90-4;(e)SAC-800-60-4;(f)SAC-700-120-4;(g)SAC-900-120-4 |
Fig. 4 GCD curves of all samples图4 二电极系统下的GCD曲线 |
Table 3 Cm of all SAC samples表3 各样品的质量比电容 |
样品名称 | Cm / (F/g) | ||||
---|---|---|---|---|---|
Id = 0.2 A/g | Id = 0.5 A/g | Id = 1 A/g | Id = 2 A/g | Id = 5 A/g | |
SAC-800-120-4 | 302 | 295 | 290 | 266 | 257 |
SAC-800-120-3 | 296 | 270 | 269 | 220 | 158 |
SAC-800-120-2 | 268 | 255 | 242 | 228 | 98 |
SAC-800-90-4 | 285 | 267 | 247 | 238 | 230 |
SAC-800-60-4 | 274 | 264 | 245 | 233 | 200 |
SAC-700-120-4 | 210 | 206 | 200 | 191 | 178 |
SAC-900-120-4 | 239 | 236 | 206 | 183 | 117 |
Table 4 Comparison of specific capacitance of present work with that of biomass derived carbons reported in previous literatures表4 各样品的质量比电容 |
前驱体 | 电解质浓度 / (mol/L) | 质量比电容 / (F/g) | 能量密度 / (W∙h/kg) | 功率密度 / (W/kg) |
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竹子[22] | 6 (KOH) | 222 (0.5 A/g) | 6.68 | 100.20 |
玉米穗[23] | 6 (KOH) | 160 (1.0 A/g) | 32.28 | 870.68 |
棉秆[10] | 1 (H2SO4) | 254 (0.2 A/g) | 18.14 | 450.37 |
向日葵秆[12] | 2 (KOH) | 253 (0.5 A/g) | 12.40 | 817.00 |
花生壳[24] | 6 (KOH) | 247 (1.0 A/g) | / | / |
马尾藻 | 6 (KOH) | 290 (1.0 A/g) | 36.62 | 604.78 |