分離煤族組分制備泡沫炭及泡孔結構調制.pdf

1、以全組分族分離所得的煤疏中質組分為原料,在常壓、惰性氣氛條件下經(jīng)“一步法”制備出泡沫炭,考察了炭化工藝條件、小分子組分含量及原料來源煤種對泡沫炭泡孔結構的影響;以疏中質組分、半泡沫炭和泡沫炭為原料,采用KOH活化法制備出活性泡沫炭,并按正交試驗方案對以半泡沫炭和泡沫炭為原料的兩步法制備工藝進行了研究,考察了炭化溫度、活化溫度、活化時間及堿炭比對活性泡沫炭比表面積、總孔容及孔徑分布的影響;通過電化學性能測試,初步探討了活性泡沫炭應用于超級

2、電容器電極材料的可行性。
　　結果表明:炭化終溫在850~1100℃時制得的泡沫炭泡孔結構均勻而豐富,泡孔貫通性良好,總孔容最高可達4.7 cm3/g,孔隙率最高可達83.5％,體積密度和表觀密度均很低。炭化條件中,以一段恒溫時間和二段恒溫時間對泡沫炭泡孔結構影響較大,而二段升溫速率和二段炭化終溫對其影響較小。當對疏中質組分原料進行溶劑抽提以降低小分子含量后,其所制備的泡沫炭泡孔孔徑明顯變小,整體結構較致密且致密程度與抽提率呈正相

3、關。不同煤種的疏中質組分所制得的泡沫炭泡孔結構存在較明顯的差異。
　　以半泡沫炭的粉樣摻和KOH進行活化所制得的活性泡沫炭的比表面積和總孔容更高,最高分別可達1510 cm2/g和0.8384 cm3/g;微孔和中孔集中,主要分布在0.95~1 nm、2~5 nm范圍,其中孔含量約在20~50%之間,大孔較少。由ACF-7號活性泡沫炭樣品為電極材料制作的超級電容器電化學性能良好,比電容量為109.2 F/g,說明本研究所制備的活性