| 炭化对沥青基活性炭纤维的结构和超级电容器性能影响 |
| Effect of Carbonization on the Structure and Supercapacitive Performance of Pitch-Based Activated Carbon Fibers |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 张业琼 | 武汉科技大学化学与化工学院, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 43008 l | | | 丛野 | 武汉科技大学化学与化工学院, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 43008 l | congye626@126.com | | 张静 | 武汉科技大学化学与化工学院, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 43008 l | | | 李轩科 | 武汉科技大学化学与化工学院, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 43008 l
湖南大学, 先进炭材料及应用技术湖南重点实验室, 长沙 410082 | xkli524@sina.com | | 董志军 | 武汉科技大学化学与化工学院, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 43008 l | | | 袁观明 | 武汉科技大学化学与化工学院, 湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室, 武汉 43008 l | |
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| 摘要: 以450℃低温炭化的各向异性中间相沥青基炭纤维为原料，先通过KOH化学活化方法制备出活性炭纤维（ACFs），再对ACFs进行炭化改性，以提高ACFs的导电率，系统地研究了炭化温度对ACFs微观形貌、结晶度、孔结构和超级电容器性能的影响。结果显示：经过1 200℃炭化处理的ACFs（ACFs-1200）电极具有优异的电化学性能，在0.1 A·g-1电流密度下比容量高达204 F·g-1，1 000次循环后电容保持率达到97.0%；且电流增至20 A·g-1时依然具有高比容量（149 F·g-1），表明ACFs-1200电极相比于未炭化的ACFs，其导电率、大电流密度下的比容量、循环保持率均显著提高。 |
| 关键词: 活性炭纤维 结晶度 孔结构 炭化 超级电容器 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.51472186，51402221）和湖北省教育厅中青年人才项目（No.Q20151109）资助。 |
| Abstract: The porous activated carbon fibers (ACFs) were obtained by the anisotropic mesophase pitch carbon fibers carbonized at 450℃ through a simple KOH chemical activation method. In order to improve the degree of crystallinity of the ACFs, the as-prepared ACFs were modified by carbonization. The effects of carbonization temperatures on the morphology, crystallinity, pore structure and supercapacitive performances of ACFs were systematically investigated. The ACFs carbonized at 1 200℃ (ACFs-1200) electrodes exhibit excellent electrochemical performance with a specific capacity of 204 F·g-1 at 0.1 A·g-1, which show a capacity retention of 97.0% after 1 000 cycles. Even at 20 A·g-1, the electrodes maintain a high specific capacity of 149 F·g-1. The results show that the ACFs-1200 electrodes deliver ultrahigh conductivity, high rate capacity and exceptional cycle stability compared with the non-carbonized ACFs electrodes. |
| Keywords: activated carbon fibers crystallinity pore structure carbonization supercapacitor |
| 投稿时间：2018-02-05 修订日期：2018-04-11 |
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| 张业琼,丛野,张静,李轩科,董志军,袁观明.炭化对沥青基活性炭纤维的结构和超级电容器性能影响[J].无机化学学报,2018,34(8):1430-1436. |
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