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炭素技术2024年第02期:响应面法优化煤沥青基多孔电容炭的制备工艺

来源:期刊VIP网 时间:


作者:岳莉;王伯琪;单衍雪;张文斌;赖仕全;朱亚明;程均霞;赵雪飞;

单位:辽宁科技大学化学工程学院;

摘要:煤沥青是制备超级电容器炭电极材料的优选前驱体。通过KOH活化从鞍钢中温煤沥青(AGCTP)制备多孔电容炭。在考察炭化温度、活化温度、碱炭比、活化时间、酸洗剂种类等单因素对比电容影响的基础上,通过Box-Behnken响应面法优化分析得到了活化工艺条件与比容量间的二次回归模型。结果表明,原料沥青制备的多孔炭容量最大,而盐酸洗涤效果最佳。活化条件对比容量均有显著影响,得到的最优工艺条件:活化温度680℃、碱炭比2.4、活化时间2 h,在此条件所制电容炭在0.5 A/g电流密度下的比容量达418 F/g,与模型预测值基本吻合,且具有优异的倍率性和较小的电荷转移阻抗(0.17Ω)和内阻(0.72Ω)。

关键词:超级电容器;煤沥青;电容炭;响应面;工艺优化

基金资助:国家自然科学基金项目(22208138); 辽宁科技大学实验室开放基金项目(2023-22)