热激活对从核桃中获得的碳材料的结构和电化学性能的影响
Nataliia Ivanichok1, Pavlo Kolkovskyi1,2, Oleh Ivanichok1
1Department of Material Science, Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, 57 Shevchenko Street, 76018 Ivano-Frankivsk, Ukraine.
来自核桃的多孔碳在400°C时被激活,增强了表面积和中等度. 优化激活为电化学电容器产生了具有高特异性容量的电极.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 核桃是多孔碳材料的可持续来源.
- 激活方法对于为储能量身定制碳特性至关重要.
研究的目的:
- 为了研究激活时间对来自核桃的多孔碳的影响.
- 描述活性炭的结构,形态和电化学特性.
- 为了评估电化学电容器中衍生材料的性能.
主要方法:
- 通过热激活从核桃中合成多孔碳.
- 使用小角度X射线散射 (SAXS),低温吸附孔径学,扫描电子显微镜 (SEM) 和拉曼光谱学进行了表征.
- 电化学测试包括循环电压测量,静电充/放电和阻抗光谱学.
主要成果:
- 激活持续时间的增加减少了平面间距和石墨晶体的尺寸.
- 热激活大约使特定表面积 (SBET) 增加了一倍,并形成了一个中孔结构 (中孔含量75-78%,孔径约5纳米).
- 随着热激活,碎形尺寸显著增加,表明表面复杂性增加.
- 在2小时内激活的碳材料在6MKOH电解质中显示了110-130F/g的特定容量.
结论:
- 热激活是一种有效的方法,可以从核桃中产生高性能多孔碳.
- 优化的激活参数产生了适用于电化学电容电极的材料.
- 这项研究表明,利用农业废物转化为先进的储能材料的可行途径.
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