磷酸法木质素基活性炭的制备及其电化学性能研究

以杨木木质素为原料,采用磷酸活化法制备中孔发达的活性炭,并利用孔结构分析、XRD、拉曼光谱,研究了活化温度(400～900℃),以及磷酸与木质素质量比(浸渍比,1:1～4:1)对活性炭LAC-x-y(x代表浸渍比值,y代表活化湿度)结构的影响,通过电化学表征手段,探讨了炭材料的电化学性能与其结构的关系.孔结构分析结果表明:提升温度和浸渍比有利于活性炭中孔的形成,但过高的温度会导致孔隙结构的坍塌,过高的浸渍比会导致灰分的增加,从而导致活性炭性能降低.XRD和拉曼光谱结果表明:提升温度有助于提高活性炭的石墨化程度,而增加浸渍比会导致石墨化程度的降低.在活化温度为800℃、浸渍比为2:1的条件下,制得的活性炭LAC-2-800表现出最佳的结构性能,比表面积1031 m2/g,中孔率61％,平均孔径3.31 nm.使用该活性炭作为超级电容器电极材料时,在1 A/g的电流密度下比电容达到165 F/g,且在10 A/g的电流密度下比电容仍有136 F/g.在1 A/g的电流密度下,在循环5000次后,比电容值能保持在初始值的78.1％.