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题名磷酸-硫酸协同制备木屑基碳材料及其电化学性能研究
被引量：1
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作者
于盼盼
吴宗金
吴浪
杨毅
林倩
潘红艳
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机构
贵州大学化学与化工学院
贵州瓮福化工有限公司
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出处
《无机盐工业》
北大核心
2025年第4期79-88,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(22068009、22262006)
贵州省科技创新人才团队项目(2018-5607)
+2 种基金
贵州省教育厅科技基金资助项目(2017-7254)
贵州省百人计划项目(20165655)
黔科合支撑项目([2023]043)。
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文摘
以生物质废弃物木屑为原料,采用磷酸法、磷酸-硫酸协同活化法制备用于超级电容器电极材料的碳材料。通过BET、FT-IR、XPS、XRD和Raman等手段对生物炭的微观结构、化学组成及石墨化程度进行表征分析。结果表明:最佳制备工艺条件为磷酸木屑质量比(浸渍比)为2.0∶1、升温速率为10℃/min、活化温度为550℃、活化时间为60 min时,磷酸法木屑基碳材料的比表面积为1717 m^(2)/g、总孔容为1.00 cm^(3)/g、微孔孔容为0.83 m^(3)/g、中孔孔容为0.17 m^(3)/g;磷酸-硫酸协同活化法木屑基碳材料(MSC-4-98)的比表面积为1951 m^(2)/g、总孔容为1.66 cm^(3)/g、微孔孔容为0.60 m^(3)/g、中孔孔容为1.06 m^(3)/g;XPS等测试结果表明碳材料具有较高的石墨化程度。电化学性能测试结果表明,MSC-4-98在电流密度为0.5 A/g时比电容为250.38 F/g,当电流密度进一步增加到2.0 A/g时比电容依旧达到204.56 F/g,仍保持为最高比电容的81.7%,具有较高的比电容和较好的电容保持率。磷酸法制备的木屑碳材料,尽管具有高比表面积、高微孔率,但中孔不发达不满足电极材料要求;磷酸-硫酸协同制备的木屑基碳材料,具有高比表面积且中微双孔孔容均衡,电化学性能较为优异,在超级电容器应用中有巨大潜力。
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关键词
生物质
碳材料
磷酸
协同活化
电化学性能
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Keywords
biomass
carbon materials
phosphoric acid
synergistic activation
electrochemical performance
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分类号
TM53
[电气工程—电器]
TQ127.11
[化学工程—无机化工]
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题名磷酸法低灰分活性炭的制备研究
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作者
张丽
张丹
潘红艳
董永刚
李文飞
秦红
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机构
贵州大学化学与化工学院
贵州瓮福化工有限公司
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出处
《无机盐工业》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期95-103,120,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(22262068009、22262006)
黔科合基础-ZK[2003]050
+1 种基金
黔科合支撑项目([2003]043)
贵州省教育厅创新集群项目(2021010)。
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文摘
磷酸活化法是目前工业上生产生物质基活性炭的主要方法,但较高的灰分含量限制其在医药、食品等高端领域应用。基于此,以湿法磷酸为活化剂、废木屑为碳源,研究活化条件(温度、时间等)和洗涤条件(介质、酸浓度、温度等)对活性炭灰分及性能的影响,运用TG、FT-IR、XRD、SEM和TEM等表征方法分析活性炭的表面性质和微观结构。结果表明,难溶性磷酸盐是活性炭灰分产生的主要因素,通过控制活性炭制备和洗涤工艺可调控难溶性磷酸盐含量,从而调控活性炭灰分、碘值和亚甲蓝值。获得最佳工艺条件:活化温度为500℃、活化剂H_(3)PO_(4)质量分数为70%、酸屑质量比为2∶1、活化时间为60min及N_(2)气氛保护;洗涤液用量为100mL、洗涤介质为H_(3)PO_(4)、H_(3)PO_(4)质量分数为20%、洗涤温度为80℃及洗涤时间为60 min。最佳工艺条件下制备的活性炭灰分为1.07%、碘值为1241.4 mg/g、亚甲蓝值为285 mg/g、比表面积为2290 m^(2)/g,表明该技术制备的活性炭具有应用于食品、医药等高端行业领域的潜质。
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关键词
活性炭
湿法磷酸
灰分
吸附性能
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Keywords
activated carbon
wet-process phosphoric acid
ash
adsorption performance
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分类号
P578.92
[天文地球—矿物学]
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