球状石墨微纳米材料的制备与性能研究(4)

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1.2.2.2以风化煤系腐殖酸为前体，KOH活化制备石墨球

马玉柱等人[26]用生物质风化煤系腐殖酸(LHA)作为碳源，先将LHA用碱溶酸沉法对其进行纯化处理，之后将已经纯化好的LHA溶液稀释，配成10%的LHA溶液。之后往300ml的二甲基硅油中逐滴加入10%LHA溶液，恒温90℃并持续搅拌直至水分蒸发。之后冷却到室温，用正己烷对样品进行抽滤反复洗涤5次，取得滤饼，把滤饼放入100℃真空干燥箱中。干燥12h后取出得到碳微球，将碳微球放入到管式炉中，通入氮气，在氮气氛围下加热到500℃，恒温两小时。自然冷却后取出将样品与氢氧化钾溶液1:1混合，继续放入管式炉中，在氮气氛围下加热到800℃，恒温两小时，得到LHA基石墨球，对石墨球进行氮气吸附测试，得到的石墨球比表面积为2034 m2/g、总孔容为1.24 cm3/g,平均孔径为2.38 nm。同时对样品进行电化学性能测试，其比电容有319F/g，并且在经过了一万次充放电后，比电容仅下降1.1%。体现出了优异的电化学性能。同时也有着十分优异的循环性能。

1.2.2.3.以梭甲基纤维素(CMC)为前体，通过CO2活化制备石墨球

代林林等人[27]用梭甲基纤维素(CMC)为前体，配置一系列浓度不同的CMC溶液，取约40ml左右，先超声振荡20min，之后再转移到50ml的反应釜中，在180-240℃环境下进行水热反应，反应12h后将反应釜取出并自然冷却后进行抽滤。先用蒸馏水对样品多次洗涤，一直到滤液澄清无色。再用无水乙醇对样品多次洗涤，一直到滤液澄清无色。将抽滤好的样品转移到真空干燥箱后，在100℃恒温下干燥12h。将样品转移至管式炉中，在氮气保护下通气30min后开始加热，升温速度为5℃/min，再恒温下通入二氧化碳进行活化，反应4h后继续通氮气并自然冷却到室温。得到样品石墨球通过后续实验表征表明：在850℃条件下活化2h可以得到形貌规整的微米石墨球，通过氮气吸附测试显示其比表面积高达1005.85 m2/g。

1.2.2.4以线性酚醛树脂为原料,制备酚醛树脂基石墨球

张玺等人[28]在乙醇溶液中加入六次甲基四胺，继续搅拌后加入线性酚醛树脂，搅拌后得到PF乙醇溶液，再把聚乙烯醇加入到PF乙醇溶液中，加热，搅拌得到样品，将制好的样品酚醛树脂球为原料，加入到管式炉中，在氮气环境下加热，升温温度800℃得到样品。继续通入水蒸气活化，得到酚醛树脂石墨球通过调试配方得到了平均粒径在4μm的石墨球。所使用的配方为：130℃，酚醛树脂浓度60%，聚乙烯醇用量为2%；水蒸气做活化剂，900℃活化90min可得比表面积1545m2/g、孔容0.84cm3/g的酚醛树脂基球形活性碳(PFSAC); PFSAC对CO2饱和吸附容量可达2.49mmol/L，发现孔径小于1nm的孔容对CO2吸附量影响显著。文献综述

1.3超级电容器概述

超级电容器[29-37]又称电化学电容器，是一种电化学元件，在储蓄电能的时候，并不发生电化学反应，因此可以反复充电达数十万次。又因为储能机理的不同，可以把超级电容器分为两种：双电层电容器和赝电容器。双电层电容器有着抗高温，充电时间段，环保无污染，使用周期长，温度特性好等特点。其基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子吸附于电极表面从而形成双电荷层构成双电层电容。理想情况下电极上不存在电子转移，电荷和能量的存储过程都是静电过程。由于两电荷层的距离非常小（一般小于0.5 nm），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。双电层电容器一般使用具有高比表面积的碳元素材料，如，活性炭电极材料、碳纤维电极材料、碳气凝胶电极材料及碳纳米管电极材料等。