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催化和负载催化剂
石墨化炭和无定型炭是活性炭晶型的组成部分,因为具有不饱和键,所以表现出类似结晶缺陷的功能。活性炭因为结晶缺陷的存在而被作为催化剂广泛应用,同时,因为其具有大的比表面积及多孔结构,活性炭还被广泛用作催化剂载体。
用于超级电容器电极
超级电容器主要由电极活性材料、电解液、集流体和隔膜等部分组成,其中电极材料直接决定着电容器性能的高低。活性炭具有比表面积大、孔隙发达及容易制备等优点,成为了超级电容器早应用的碳质电极材料。可通过对传统活性炭的改性,制备新型及的活性炭电极材料。以聚偏二氯乙烯为前驱体,只通过炭化处理而无需其它后处理制备出比表面积1200m2·g-1、孔容0.48cm3·g-1的多孔炭,其高比电容为262F·g-1,电极密度在0.8g·cm-3左右,体积比电容可达214F·cm-3,是一种有发展前途的超级电容器电极材料。另有研究将废弃茶叶炭化后再用KOH活化,制备了具有无定型特征的活性炭,其具有比表面积介于2245~2184m2·g-1的多孔结构,用其作为超级电容器电极,以KOH水溶液作为电解液,比电容高达330F·g-1,充电放电2000次后电容略有下降,为初始电容的92%,表现出良好的循环性能。若使用莲花花粉作为碳源和自模板,CO2为活化剂制备活性炭微粒,制备的活性炭具有三维纳米网格骨架构成的多孔空心结构,将这种特殊的活性炭用作超级电容器电极,其比电容高达 244F·g-1,充电放电10000次后电容无衰减
再生原理
活性炭再生,是指用物理或化学方法在不破坏其原有结构的前提下,去除吸附于活性炭微孔的吸附质,恢复其吸附性能的过程。活性炭吸附过程中,对吸附质和溶剂都有吸附作用,因亲和力的不同,经过一定时间的吸附,达到吸附平衡。活性炭再生就是要采取办法破坏这种平衡关系,其依据主要为以下几个方面:①改变吸附质的化学性质;②用对吸附质亲和力强的溶剂萃取;③用对活性炭亲和力比吸附质大的物质把吸附质置换出来,然后再使置换物质脱附,活性炭得到再生;④用外部加热、升高温度的办法改变平衡条件;⑤用降低溶剂中溶质浓度(或压力)的方法再生;⑥使吸附物(有机物)分解或氧化而除去。
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