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1 031 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5 000次后，比电容值能保持在初始值的78.1%。