文章编号：１００１－９７３１（２０２３）０４－０４２０９－０７添加不同生物质对无灰煤基活性炭结构及性能的影响＊王雪宇１，于娜林１，江宏伟１，樊丽华１，２（１．华北理工大学化学工程学院，河北唐山０６３００９；２．河北省环境光电催化材料重点实验室，河北唐山０６３００９）摘要：通过在无灰煤中添加不同生物质（玉米芯或松木屑），制备双电层电容器用活性炭电极材料，探究生物质对无灰煤基活性炭结构和电化学性能的影响。采用ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、Ｎ２吸脱附表征其结构和组成，通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试其电化学性能。从生物质组成成分来看，添加高纤维素含量的生物质更有利于中孔的发育，使活性炭的孔隙结构更加完善。高纤维素半纤维素含量能够有效降低碳材料的电荷转移电阻和物质扩散阻力，使离子在孔结构之间的传输更加迅速。向无灰煤中添加玉米芯时，比电容提升４５％，电荷转移电阻降低６５％；向无灰煤中添加松木屑，比电容提升３０％，电荷转移电阻降低３５％，证明添加高纤维素含量的生物质更有利于活性炭的结构完善和电化学性能提升。关键词：活性炭，无灰煤，生物质，双电层电容器，电化学性能中图分类号：ＴＱ４２４．１文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－９７３１．２０２３．０４．０２８０引言双电层电容器（ＥｌｅｃｔｒｉｃＤｏｕｂｌｅＬａｙｅｒＣａｐａｃｉｔｏｒ，ＥＤＬＣ）作为新型的储能装置，具有充电时间短、使用寿命长、节能环保等特点，可以在解决能源利用问题中发挥重要作用。超级电容器的性能主要依赖其电极材料［１］，可用做电极的材料主要有碳材料、过渡金属氧化物和导电聚合物三大类，其中碳材料因其来源广泛、制备成本低、化学稳定性好等优点成为最常用、商业化最成功的电极材料［２－３］。煤和生物质资源都是优质的碳前驱体，煤含碳量高、储量丰富；生物质富含Ｎ元素、资源可再生且具有天然的孔结构。通过物理和化学活化调控孔隙结构对多孔碳碳材料电化学性能的提升非常有限。目前对于多孔碳材料的研究主要为提高比表面积的同时，进一步优化孔隙结构以及表面官能团修饰，改变碳材料的电子结构，提高碳材料导电性、润湿性［４－５］。其中，对煤和生物质混配制备活性炭及其性能的研究一直以来都是碳材料研究领域的热点。研究发现活性炭比表面积与比电容不是简单的线性关系，当活性炭的比表面积小于１０００ｍ２／ｇ时，比表面积越大，双电层电...
