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玉米秸秆制活性炭用于制备超级电容器电极材料(3)

时间:2020-12-17 10:40来源:毕业论文
导电聚合物电极电容器作为一种新型的电化学电容器,其储能机理是法拉第赝电容,具有更优越的电性能甚至比贵金属超级电容器的性能还好。聚苯胺(

导电聚合物电极电容器作为一种新型的电化学电容器,其储能机理是法拉第赝电容,具有更优越的电性能甚至比贵金属超级电容器的性能还好。聚苯胺( PANI) 是典型的导电聚合物,合成简单,具有优异的导电性能和电化学活性。然而,其循环寿命和热稳定性能较差,从而限制了它的应用。因此,如果用活性炭改性聚苯胺,将大大提高活性炭电极材料的电化学性能,通过两者之间的协同效应,获得理想的超级电容器电极材料。对于聚苯胺的合成,一般采用化学氧化法合成,所得的聚苯胺副产物多,聚合度难以控制。而用贵金属Pt催化苯胺聚合可以克服这一缺点,获得聚合度一致的聚苯胺,而且Pt的参与可以进一步提高电极的导电性,改善其储电性能。相关工作已经在实验室展开,并获得了初步的实验结果,发现催化法获得的聚苯胺修饰活性炭具有较高储电性能[3]。

综上,本项目将玉米秸秆制得的高比表面活性炭与导电聚合物聚苯胺复合,通过调节二者的比例关系,利用两者协同作用,得到性能优良的超级电容器电极材料。该项目的研究实施,一方面,可以促进秸秆综合利用,实现秸秆资源,商业化的使用,解决废弃秸秆和非法燃烧引起的问题如资源浪费和环境污染;另一方面,它为提供高性能、低成本的超级电容器的新材料发展提供了一个新的方式。

2  实验部分

2.1  仪器和试剂药品

仪器:电热套;微波炉;超声波洗涤器;高速离心机;SA3100PLUS 比表面孔径测定仪;FEI Quanta 450FEG场发射扫描电子显微镜;CHI660B电化学工作站(上海辰华仪器厂);769YP-24B粉末压片机。

试剂药品:玉米秸秆,磷酸,盐酸,苯胺,过硫酸铵,硫酸。

2.2  活性炭的制备

1. 分别配置浓度为15%和20%的磷酸溶液待用。

2. (1)称取1g玉米秸秆于100mL小烧杯中,向小烧杯中加入20mL15%的磷酸溶液,将小烧杯置于超声发生器中并控制温度60度超声浸泡50min,经过超声浸泡的物料装入蒸馏装置中活化蒸去溶剂;再装入功率为700W的微波炉中活化2min(分两次进行,每次1min),将经过活化的活化料取出并加入活化料10倍量的水,充分搅拌后置于超声发生器中超声8 min,抽滤后再按照相同的方法重复4次成为pH为6.5的水溶液(实际为5-6左右),干燥,得样品活性炭ZTF-1。

(2)称取1g玉米秸秆于100mL小烧杯中,向小烧杯中加入10mL20%的磷酸溶液,将小烧杯置于超声发生器中并控制温度60度超声浸泡50min,经过超声浸泡的物料装入蒸馏装置中活化蒸去溶剂;再装入功率为700W的微波炉中活化4 min(分4次进行,每次1 min),将经过活化的活化料取出并加入活化料10倍量的水,充分搅拌后置于超声发生器中超声8 min,抽滤后再按照相同的方法重复4次成为pH为6.5的水溶液(实际为5-6左右),干燥,得样品活性炭ZTF-2。源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/

(3)称取1g玉米秸秆于100mL小烧杯中,向小烧杯中加入10mL20%的磷酸溶液,将小烧杯置于超声发生器中并控制温度60度超声浸泡50 min,经过超声浸泡的物料装入蒸馏装置中活化蒸去溶剂;再装入功率为700W的微波炉中活化4 min(分2次进行,每次2 min),将经过活化的活化料取出并加入活化料10倍量的水,充分搅拌后置于超声发生器中超声8 min,抽滤后再按照相同的方法重复4次成为pH为6.5的水溶液(实际为5-6左右),干燥,得样品活性炭ZTF-3。

(4)称取1g玉米秸秆于100mL小烧杯中,向小烧杯中加入5mL20%的磷酸溶液,将小烧杯置于超声发生器中并控制温度60度超声浸泡50 min,经过超声浸泡的物料装入蒸馏装置中活化蒸去溶剂;再装入功率为700W的微波炉中活化4 min(分4次进行,每次1 min),将经过活化的活化料取出并加入活化料10倍量的水,充分搅拌后置于超声发生器中超声8 min,抽滤后再按照相同的方法重复4次成为pH为6.5的水溶液(实际为5-6左右),干燥,得样品活性炭ZTF-4。 玉米秸秆制活性炭用于制备超级电容器电极材料(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_66468.html

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