KOH添加方式對煤基電極材料結構及性能的影響

作者：蘇婷,蘭新哲,宋永輝,高雯雯,景興鵬

摘要：采用低變質粉煤的成型熱解KOH-HNO3聯合活化技術制備煤基電極材料(CEM),考察活化劑粉末直接添加方式和溶液浸漬添加方式對煤基電極材料結構及性能的影響,將兩種添加方式所對應的兩組實驗分別記為P組和S組。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FTIR)和N2吸附法對煤基電極材料的微觀形貌特征、表面官能團組成及孔隙結構、孔徑分布進行分析表征,并對其電化學性能進行測試。結果表明:添加方式對材料收率及微孔率的影響表現在兩個方面,在KOH添加量為5%~15%(質量分數)時,熱解產物收率變化很小,P組實驗生成CEM的微孔發育程度相對較好,在KOH添加量為20%時,P組實驗生成CEM的酸化收率整體偏低,S組實驗生成CEM的抗壓強度和碘吸附值整體偏高,溶液浸漬方式更有利于微孔結構的發展;在P15試樣和S15試樣的電化學性能對比測試中,S15試樣具有較大的比電容,內阻為2.05Ω,電荷轉移電阻較低;KOH在浸漬階段可先行與煤中含酸性官能團有機物發生降解反應,K+優先進入煤料的大分子結構中,從煤料內部基質產生初級微孔結構,在后續熱解過程中增強了活化效果,孔徑分布和孔道布局更加合理,實現較高離子遷移效果;S20試樣的抗壓強度為3.96 MPa,碘吸附值為987 mg/g,微孔率可達87.62%,比表面積為487.21 m2/g、總孔容為0.173 cm3/g,微孔孔容為0.152 cm3/g,平均孔徑1.931 nm。

發文機構：榆林學院化學與化工學院 西安建筑科技大學冶金工程學院 中煤科工集團西安研究院有限公司

關鍵詞：KOH活化煤基電極材料(CEM)浸漬法降解反應微孔結構KOH activationcoal-based electrode material(CEM)soak processdegradation reactionmicroporous structure

分類號： TQ536.1[化學工程—煤化學工程]