用于超級電容器電極
超級電容器主要由電極活性材料、電解液、集流體和隔膜等部分組成,其中電極材料直接決定著電容器性能的高低。活性炭具有比表面積大、孔隙發(fā)達(dá)及容易制備等優(yōu)點,成為了超級電容器早應(yīng)用的碳質(zhì)電極材料??赏ㄟ^對傳統(tǒng)活性炭的改性,制備新型及的活性炭電極材料。以聚偏二氯乙烯為前驅(qū)體,只通過炭化處理而無需其它后處理制備出比表面積1200m2·g-1、孔容0.48cm3·g-1的多孔炭,其高比電容為262F·g-1,電極密度在0.8g·cm-3左右,體積比電容可達(dá)214F·cm-3,是一種有發(fā)展前途的超級電容器電極材料。另有研究將廢棄茶葉炭化后再用KOH活化,制備了具有無定型特征的活性炭,其具有比表面積介于2245~2184m2·g-1的多孔結(jié)構(gòu),用其作為超級電容器電極,以KOH水溶液作為電解液,比電容高達(dá)330F·g-1,充電放電2000次后電容略有下降,為初始電容的92%,表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。若使用蓮花花粉作為碳源和自模板,CO2為活化劑制備活性炭微粒,制備的活性炭具有三維納米網(wǎng)格骨架構(gòu)成的多孔空心結(jié)構(gòu),將這種特殊的活性炭用作超級電容器電極,其比電容高達(dá) 244F·g-1,充電放電10000次后電容無衰減
21世紀(jì)以來,類似于金屬-有機(jī)框架的多孔固體材料為氫的吸收儲存開辟了新的發(fā)展方向。有學(xué)者在溫和條件下將活性炭引入到金屬-有機(jī)框架材料中,合成了具有高比表面積的活性炭-金屬-有機(jī)框架混合材料,在77K、10 MPa條件下,對氫的吸附量從8.2%提高到了13.5%。控制超級活性炭制備工藝,得到適宜儲氫的比表面積和孔徑大小及分布,進(jìn)而進(jìn)行表面修飾,在室溫及中等壓強(qiáng)下,提高儲氫量是超級活性炭儲氫研究及應(yīng)用的關(guān)鍵。
超臨界流體再生法
超臨界流體(SCF)的優(yōu)點是密度大,溶解度大,傳質(zhì)速率高,擴(kuò)散性能好,表面張力小。吸附的有機(jī)物非常容易溶于SCF溶劑。通過改變溫度和壓力,可以有效地將有機(jī)物與SCF分離,達(dá)到活性炭再生的目的。
超臨界流體(SFE)法再生活性炭中,常用的超臨界流體為超臨界CO2。該法對吸附類型是化學(xué)吸附的有機(jī)物再生效率不高,同時對工藝的技術(shù)及設(shè)備材料的要求比較高,投資費用大。該方法的研究還大都處于實驗室規(guī)模,離實現(xiàn)工業(yè)化還有一定差距。