石油焦氧化改性制备活性炭及其电容性能研究.pdf

锨 材 料 2 0 1 3 年 第1 3 期 4 4 卷 文章 编 号 1 0 0 1 9 7 3 1 2 0 1 3 1 3 1 9 6 0 0 4 石油焦 氧化 改性 制备活性炭及其 电容性能研 究 邓梅根 ， 王仁 清 ， 冯义红 江西财经大学 江西省 电能存储与转换重点实验室， 江西 南 昌 3 3 0 0 1 3 摘 要 采 用水 热法 ， 利用 H。 O 对石 油 焦进行 氧 化 改性 ， 以 KOH 为活 化 剂 ， 在碱 碳 比为 3 1时将 改 性 石 油焦 制备成 活性 炭 OAC ～ 3 ； 作 为 对 比， 在碱 碳 比 为 31 、 41和 51时将 未改 性 石 油 焦制 备 成 活性 炭 AC 一 3 、 AC 一 4和 AC 一 5 。采 用 XR D、 I 2吸 附 、 N2 吸 附 和恒 流充放 电测试 ， 研 究氧 化 改 性 对石 油 焦和 活 性 炭 结构及 性 能 的影 响 。研 究表 明 ， 氧化 改性 使 石 油 焦 石 墨微 晶 的晶 面层 间距 由 0 ． 3 4 4 n m 增 加 到 0 ． 3 5 1 n m， 微 晶厚 度 由 2 ． 3 4 n m 降低 到 1 ． 8 6 n m， 降低 了石 油焦 的活 化 难度 。oAC 一 3和 A C - 4的 比表 面积 分 别 为 3 0 6 6和 2 9 2 9 m ／ g ； 在 0 ． 2 A／ g的 电流 密度 下 ， 比 电 容 分 别 为 3 7 4 ． 6和 3 3 8 ． 9 F ／ g ； 基 于 OA C - 3的超 级 电容 器具有 更 好 的 功率特 性和 更低 的 内阻 。 关键词 石油 焦 ； 氧化改 性 ； 活 性炭 ； 电化 学 电容器 中图分类 号 O6 4 6 文献标 识码 A DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 9 7 3 1 ． 2 0 1 3 ． 1 3 ． 0 3 4 1 引 言 电化 学 电容器 e l e c t r o c h e mi c a l c a p a c i t o r ， E C 电 极材料主要是包括各种高比表面积碳材料口 ] 、 金属氧 化物 和导电聚合物[ 6 ] 。活性炭是商业化 E C使用最 多的 电极材 料 。活性 炭 E C 的性 能 与活 性 炭 的 比表 面 积、 孔径分布 和表面官能 团均有关 。石油焦 p e t r o l e u m c o k e ， P C 由于碳含量高 、 灰分低、 原 料丰富 且价格低廉而成为高比表面积活性炭制备的理想前驱 体 。 目前 P C基 活性 炭 的 制备 主 要 采 用 以 KOH 为 活 化 剂 的化学 活 化 法 。但 是 ， 由于 P C 内部 石 墨 微 晶结 构 稳定 ， 导致 P C活 化非 常 困难 ， 活 化 需要 消 耗 大量 的 KOH， 不仅成本高 ， 而且设 备腐蚀 和环境污染 严重 。 如何降低 P C基活性炭制备过程中 KOH 的消耗量 ， 降 低 成本 和减 少 污 染 与 腐 蚀 ， 推 进 P C基 活性 炭 的 产业 化 是 一个非 常 值 得研 究 的 问题 。然 而 ， 现 有 研 究 主 要 集中优化炭化和活化条件 如时 间和温度 等 来 改善 P C基活性炭的性能口 ] ， 均难以实质性降低 KOH 的 消耗 量 。本 文 通 过对 P C进 行 H O 。氧 化 处 理 ， 改 变 P C内石墨微 晶结构 ， 降低活化难度 ， 减少活化过程 中 KoH 的消耗量， 并探讨 了改性前后 活性炭 的孔 隙性 和 电化学性 能 。 2 实 验 2 ． 1石油焦 改性 实验使用的石油焦来 自大气石化公司， 使用前先 将石 油焦 破 碎 ， 筛 分 出粒 度 为 1 2 0 ～ 1 6 0 ／ , m 的石 油 焦 粉末 ， 1 0 0 。 C干 燥 1 2 h备 用 。称 取 一 定 量 的石 油 焦 粉 末 ， 按照 m H 0 m P C 一l O的 比例 往 石油 焦 中加 入 2 5 质量 分 数 的 H O ， 并 倒 人 高 压 反应 釜 中 于 8 0 ℃反应 8 h ， 将产物抽滤 ， 反复冲洗至中性 ， 得到氧化 石 油焦 o x i d i z e d p e t r o l e u m c o k e ，OP C 。 2 ． 2 活性炭 制备 将 KOH 与 OP C 按 照 碱 碳 比 m K 0H ／ m OP C 一3 1的 比例 混 合 ， 将 混 合 物 放 入 坩 埚 炉 内 ， 在 N 保护 下 以 2 0 ℃／ rai n的速 度 升 温 到 4 0 0 ℃ ， 保 温 炭化 1 h ， 然 后 以相 同的 速 度 升 温 到 8 0 0 ℃ ， 保 温 活 化 2 h ， 将产物用 HC 1 水溶液煮沸 5 mi n ， 用去离子水反复 清 洗至 中性 ， 1 2 0 ℃干燥 1 2 h得 到 活 性 炭 ， 样 品标 记 为 OA C 一 3 。作 为对 比， 采用 相 同的实 验条件 ， 按 照碱 碳 比 为 3 1 、 41 和 5 1的比例制备石油焦活性炭， 产物 分别标 记 为 AC 一 3 、 AC 一 4和 AC 一 5 。 2 ． 3活性炭 电极制备 将活性 炭 、 导 电 炭 黑 和 聚 四氟 乙烯 乳 液 固含 量 6 O 质量分数 按照质量比为 7 5 2 O 5的比例混 合并 压 制成 O8 mm0 ． 5 mm 的 电极 片 ， 将 压 制好 的电 极 片 于 1 0 0 。 C真 空 干 燥 2 4 h ， 干 燥 后 电 极 片 质 量 为 1 0 mg 左 右 。 2 ． 4 样 品性 能及 表征 P C和 OP C内 部 石 墨 微 晶 的结 构 表 征 使 用 德 国 B r u k e r 公司的 D 8 X射线衍射仪， 实验采用 C u Ka辐 射。石油焦 石 墨微 晶层 间距 d 、 石 墨微 晶厚 度 L。 根据 B r a g g S c h e r e r 方 程计算 。利用式 1 计 算石 墨微 晶中碳原 子层 的数量 N L N 一 - 1 1 d O02 采用 碘吸附法初步表 征活性 炭的孔 隙性 。实 验 中 ， 取约 0 ． 2 2 g活 性 炭加 入 到 5 0 mL浓 度 为 0 ． 0 5 mo l ／ L的 * 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 6 0 9 0 1 0 5 1 ； 江西省 自然科学 基金 资助项 目 2 O L O GZ C 0 0 3 7 收到初 稿 日期 2 0 1 2 1 2 一 O 7 收到修改稿 日期 2 0 1 3 0 2 2 0 通讯作者 邓梅根 作者简介 邓梅根 1 9 7 4 一 ， 男 ， 江西新干人 ， 教授 ， 博 士， 从事新能源材料研 究。 邓梅根 等 石油焦氧化改性制备活性炭及其 电容性能研究 碘液 中， 2 5 ℃振 荡 1 5 mi n ， 以 淀 粉 为 指 示 剂 ， 采 用 Na S O。 滴定剩余 I ， 计算活性炭的碘吸附值。 采 用 氮 气 吸 附 法 在 美 国 Qu a n t a c h r o me公 司 的 NOVA 2 0 0 0上测定活性炭 比表面积和孔径分布。测 试前 ， 样 品先 于 1 0 0 ℃真空脱 气 1 h ， 再 于 3 0 0 ℃加 热 3 h 。采用 B E T B u r n a u e r E mme t t Te l l e r 方法计算样 品的比表面积 S B E T ， 计算时选取 的相对压力 ／ p 。 范 围为 0 ． 0 4 ～O ． 2 。样 品 的总孑 L 容 V 在 相对 压力 ／ P 。 一0 ． 9 9处 计 算 ， 微 孔 孔 容 ⋯ 和 微 孔 比表 面 积 Sm i c r o 分 别 采 用 HK Ho r v a t h Ka wa z o e 法 和 ￡ 一 图 t - p l o t 法 计 算 。孔 径 分 布 p o r e s i z e s i s t r i b u t i o n ， P S D 采 用 D F T d e n s i t y f u n c t i o n a l t h e o r y 法 计 算 。 平均孔径 L。 根据总 比表面积和 总孔容 的测试 结果 计算 ， 计算时假定孔隙为平行 的圆柱形 。 样 品 的 电化 学 性 能 测 试 在 德 国 Z a h n e r公 司 的 I M6 E X 电 化 学 工 作 站 上 进 行 ， 电 解 液 为 6 mo l ／ L 的 K0H水溶液。测试采用 三电极体系 ， 工作 电极为 活 性炭 电极 ， 辅助 电极和参 比电极分别 为 P t 片 电极 和 Ag ／ Ag C 1 电极 。活性炭质量 比电容 C 由恒 流充放 电曲线的直线部分 ， 利用式 2 计算得到 Cg 一 ㈣ 其中， 为放电电流， △ 、 ／ r 为 电压降 ， △ ￡为所取 时 间段 ， m 为活性炭 电极质量 。电极 等效 串联 内阻 R 采用式 3 进行计算 R 一 ㈣ 其中， A V为放 电开始瞬间电压降， 为放电电流。 3结果与讨论 3 ． 1石油 焦结 构 图 1为 OP C和 P C的 XR D图谱 。 墨 。蚕 兰 2 0 ／ 。 图 1 OP C和 P C 的 X R D 图谱 从 图 1可 以看 出 ， 在大 约 2 0 2 5 。 处二 者均 出现 了 明显的衍射峰， 而且与 P C相 比， OP C的衍射峰出现细 微左移 ， 同时衍射峰明显宽化 ， 说 明 H O 氧化改性使 石 油焦 石墨微 晶层 间距 增 大 ， 同时微 晶厚 度 减 小 。表 1 为 O P C和 P C石 墨 微 晶 的结 构 参 数 。通 过 氧 化 处 理 ， P C的 晶面 间距 由 0 ． 3 4 4 n m 增 大到 0 ． 3 5 1 n m， 微 晶 厚度由 2 ． 3 4 n m减小到 1 ． 8 6 n m， 微晶碳原子层 由 8层 减 小 到 6层 。石 墨微 晶层 间距 的增 大 、 微 晶尺 寸 和 碳 原子层数 的减小使石油焦 活化难度降低 ， 更有利于将 石油焦充分活化 ， 提高 比表面积和比电容。 表 1 OP C和 P C的结构 参数 Ta bl e 1 St r u c t ur e pa r a me t e r s of OPC a nd PC 样 品 层 间距 do o 2 n m 微 晶 厚度 L。 ri m 微 晶层 数 N PC 0 ．3 4 4 2 ．3 4 8 OPC O ． 35l 1 ．8 6 6 3 ． 2 活 性炭 孔 隙性 碘吸附法是表征多孔材料 比表面积快速有效 的方 法 ， 碘吸附值与多孑 L 材料的 比表面积具有 良好 的正相 关性_ 1 。碘 吸附法 测试 得到 ， Ac 一 3 、 AC 一 4 、 AC 一 5和 OAC 一 3 的 碘 吸 附 值 分 别 为 2 2 7 3 、2 6 0 4 、2 9 1 0和 2 7 7 5 mg ／ g 。可 以看 出 ， 随着 碱 碳 比的 增 加 ， 活 性 炭 的 碘吸附值逐渐增大 ， 因此高 比表面石油焦活性炭的获 得意味着高 KOH使用量 ， 不仅成本高， 而且环境污染 大， 设备腐蚀 严重。石油焦经过改性处理 ， OAC - 3的 碘吸附值不仅 远高于 AC 一 3 ， 而且高于 AC 一 4 。说明石 油焦改性处理 能有效 降低后续活化 中 KOH 的消耗 量 。后面 的研 究 ， 进 一 步 比较 了 A C 一 4和 OA C - 3的 性 能 。 表 2为 OA C 一 3与 Ac 一 4的孔隙性参数。由 S 。 ／ s 和 V i 。 。 ／ V 的值可知 ， 两种活性炭均为典型的微 孔炭 。与 AC - 4相 比 ， OA C 一 3的 S 和 S 。 均 更 大 ， 这与 碘 吸 附 值 的 测 试 结 果 一 致 。此 外 ， O AC 一 3 的 5 。 ／ S 和 V ⋯／ V 均 比 AC 一 4低 ， 说 明作 为 E C电 极材料使用时 ， OAC 一 3具有更大 的比表面积利用率 。 图 2给 出 了 OAC 一 3和 AC 一 4的 D F T孔径 分布 ， 可 以看 出， 二者具有相似的孔径分布， 孔 隙主要分布在 0 ． 8 ～ 3 ． 0 n m 之间 ， 2 ． 0 n m 以 内的孔 隙 占主 导。在 0 ． 8 ～ 3 n m 范 围内 ， 均 出现 3个 分 布 峰 ， 而且 OAC 一 3的 对应 分布峰都比 AC - 4稍微右移， 说明 OAc 一 3 具有比 AC 一 4 更大的平均孔径 。计算 得到 OAC 一 3和 AC 一 4的平 均 孑 L 径 分 别 为 2 ． 0 8和 1 ． 9 4 n m， OAC 一 3的平 均 孔 径 更 F i g 1 XR D p a t t e r n s o f OP C a n d P C 大， 有利于获得更好的功率特性 。 表 2 OAC 一 3和 AC - 4的孔 隙性 Ta b l e 2 Po r e p r o p e r t i e s o f OAC一 3 a n d AC 一 4 I 2 V ⋯ ⋯ ／ SB E T S 。 。 S ， 。 。 ／ SB E T L 样 品 mg ／ g c m。 ／ g c m ／ g m ／ g m ／ g n m AC一 4 26 0 4 l | 4 4 1 ． 17 82 ． 49 29 29 259 8 89 ．2 6 1 ． 94 0AC 3 27 75 1． 58 1 ．1 9 75 ．3 2 3 0 66 2 61 7 85 ．5 3 2． O8 助 锨 财 料 2 0 1 3 年第1 3 期 4 4 卷 Por e di a me t er ／ nm 图 2 O AC 一 3和 AC 一 4的 D F T 孔 径分布 Fi g 2 PSD o f OAC一 3 a n d AC一 4 ob t a i ne d by DFT m e t ho d 3 ． 3活 性炭 电容性 能 图 3为活 性炭 电极 在 电流 密 度 为 0 ． 2 A／ g时 的充 放电曲线。两个 电极 的充 放电 曲线都具 有 良好 的线 性 ， 适合 作 为 E C电极使 用 。实验测 得 OAC 一 3和 AC 一 4 电极的质量分别 1 0 ． 1和 1 0 ． 2 mg ， 两个 电极质量相当， 在相 同的充 放 电 电压 范 围 内 OAC 一 3电极 的充 放 电时 间均 大于 AC 一 4电极 ， 说 明 OAC 一 3具有 更大 的 比电容 ； 计算 得 到 ， 在 0 ． 2 A ／ g的 电流 密 度 下 ， oA C 一 3和 AC 一 4 的质 量 比电 容分 别 为 3 7 4 ． 6和 3 3 8 ． 9 F ／ g 。 O AC 一 3电 极 的质 量 比 电 容 比 AC 一 4电 极 高 1 O ． 5 3 ， 而 OAC 一 3 比 AC 一 4的比表面积高 4 ． 6 7 ， 这说 明 OAC 一 3比 Ac 一 4具有更高的比表面积利用率 ， 这主要 源于 OAC 一 3的 平 均孔径 更 大 。另 外 ， 由图 3可 以看 出 ， 放 电开 始 瞬 间 两个电极均无明显的电压降， 说明电极的内阻很低 ， 由 式 2 计 算 得 到 OA C 一 3和 AC 一 4 电 极 的 内 阻 分 别 为 0 ． 4 7和 0 ． 6 1 f l 。OAC 一 3电极更 低 内 阻 的取 得 源 于 其 平 均孔径 更 大 ， 电解 质离 子扩 散更容 易 。 l I mel s 图 3 OAC 一 3和 AC 一 4电极 的充放 电 曲线 Fi g 3 Ch a r ge d i s c ha r ge c u r v e s o f OAC一 3 a nd A 4 e l e c t r od e s 图 4 给 出了 OAC 一 3和 AC 一 4电极的归一化 比电容 与 电流密 度 的关系 。电流密度 由 0 ． 2 A／ g增 大到 4 A／ g 时 ， 电流 密度 增 大 2 0倍 ， OAC 一 3和 AC 一 4的 比 电容 衰 减分别为 2 8 ． 8 和 3 3 ． 8 ， 体现 出良好 的功率特性。 原 因在 于尽管 两种 活 性 炭 都 是 微 孔 炭 ， 微 孔 比表 面积 和微孑 L 孔容所 占比例都较高 ， 但是二者 的平均孔径都 偏大， 均在 2 n m左右 ， 而大平均孑 L 径有利于获得高功 率 密度 口 。而且 由于 OAC 一 3的平 均孔 径 比 AC 一 4大 ， 所 以在 各实验 电流密度 下， 其容量保持 率均 比 AC 一 4 高 。 t’ l ‘ ， 磬 善 量 乏8 O Z Cur r en t d ens i t y l A g 图 4 OAC 一 3和 AC 一 4电极 的 归一 化 比 电容 与 电流 密 度 的关 系 Fi g 4 Re l a t i o ns hi p be t we e n n or ma l i z e d s pe c i f i c c a p a c i t a nc e a nd c ur r e n t d e ns i t y o f OAC一 3 a nd AC一 4 e l e c t r o de s 4 结 论 采用 水热 法 ， 利 用 H O 对 石油 焦进 行 氧化 改 性 处理 ， 用 KOH 对 改 性 石 油 焦 进 行 化 学 活 化 制备 活 性 炭 。H O 氧 化 使 石 油 焦 石 墨 微 晶 的 晶 面 层 间 距 由 0 ． 3 4 4 n m 增 加到 0 ． 3 5 l n m， 微 晶厚 度 由 2 ． 3 4 n m 降 低到 1 ． 8 6 n m， 降低 了石油焦的活化难度。在相同实验 条件下， 改性石油焦在碱碳 比为 31时制备活性炭 OAC 一 3 的 比 表 面 积 达 到 3 0 6 6 m ／ g ，比 电 容 达 到 3 7 4 ． 6 F ／ g ， 均高于未改性石油焦在碱碳 比为 4 1时制 备活 性 炭 AC 一 4 2 9 2 9 m。 ／ g的 比表 面 积 和 3 3 8 ． 9 F ／ g 的比电容 ， 而且 基于 OAC 一 3的超级 电容器 具 有更 好 的 功率 特性 和更 低 的内阻 。 参 考文 献 [ 1 ] L o t a G， Ty c z k o ws k i J ， Ka p i c a R， e t a 1 ．C a r b o n ma t e r i a l s mo di f i e d by p l a s ma t r e a t me n t as e l e c t r o de s f o r s u pe r c a p a c i t o r s [ J ] ．J o u r n a l o f P o w e r S o u r c e s ，2 0 1 0 ，1 9 5 2 2 7 53 5 7 53 9． [ 2 ] 李劫 ，杨娟 ， 郝新 ， 等．超级 电容 电池用碳类 复合 负极材料 的研究E J ] ．功能材料 ， 2 0 0 9 ， 4 0 4 6 2 1 6 2 4 ． [ 3 2 He X J ，Wa n g T，Qi u J S ，e t a 1 ．E f f e c t o f mi c r o wa v e - t r e a t me nt t i me o n t h e pr o pe r t i e s o f a c t i va t e d c a r bo ns f or e l e c t r o c h e mi c a l c a p a c i t o r s [ J ] ． Ne w C a r b o n Ma t e r i a l s ， 2 0 1 1 ，2 6 4 3 1 3 3 1 9 ． E 4 ] L u We i ， Yu s h i n G．E l e c t r i c a l d o u b l e l a y e r c a p a c i t o r s wi t h a c t i v a t e d s u c r o s e d e r i v e d c a r b o n e l e c t r o d e s r J ] ． Ca r b o n， 2 01 1，4 9 14 4 83 0 4 8 38 ． [ 5 ]Ha n R i r i ，X i n g S h e n g t a o ，Ma Z i c h u a n ，e t a 1 ．E f f e c t o f t he KM nO4 c onc e nt r a t i o n on t he s t r u c t ur e a nd e l e c t r o c h e mi c a l b e h a v i o r o f Mn O 2 [ J ] ．J o u r n a l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e ，2 0 1 2，4 7 8 3 8 2 2 3 8 2 7 ． [ 6 ] Z h o u Ha i h u i ，C h e n Ho n g ，L u o s h e n g l i a n ，e t a 1 ．T h e e f f e c t o f t h e p o l y a n i l i n e mo r p h o l o g y o n t h e p e r f o r m a n c e o f p o l y a n i l i n e s u p e r c a p a c i t o r s [ J ] ． J o u r n a l o f S o l i d S t a t e El e c t r o c h e mi s t r y ，2 0 0 5 ，9 8 5 7 4 5 8 0 ． [ 7 ]P r a b e e r B ，Gi o v a n n i F，G l e n n G A ．S t r u c t u r e ，s u r f a c e mo r p h o l o g y a n d e l e c t r o c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f b r o mi n a t e d a c t i v a t e d c a r b o n s [ J ] ．C a r b o n ， 2 0 1 1 ， 4 9 7 2 5 3 8 2 5 4 8 ． 1 1 O O 0 0 0 O O 邓梅根 等 石油焦氧化改性制备活性炭及其 电容性能研究 1 9 6 3 [ 8 ] [ 9 ] E 1 o ] [ 1 1 ] Gr e g o r y P， Th i e r r y B， Da n i e l B． Ef f e c t o f mo l e c u l a r g r a f t i n g o n t he por e s i z e di s t r i b ut i on a n d t h e d ou bl e l a ye r c a p a c i t a n c e o f a c t i v a t e d c a r b o n f o r e l e c t r o c h e mi c a l d o u b l e l a y e r c a p a c i t o r s [ J ] ．C a r b o n ，2 0 1 1 ， 4 9 4 1 3 4 0 1 3 4 8 ． Lot a G ，Gr z yb B，M a c hn i k ows ka H ，e t a 1 ． Ef f e c t of ni t r o g e n i n c a r b o n e l e c t r o d e o n t h e s u p e r c a p a c i t o r p e r f o r m a n c e [ J ] ．C h e mi c a l P h y s i c s L e t t e r s ，2 0 0 5 ， 4 0 4 1 - 3 5 3 5 8． 邓梅根 ， 方勤 ，冯义 红 ，等．活性 炭 的孔 结构 与其 电 容特性 的关 系研 究 [ J ] ．功 能材 料 ，2 0 0 7 ，3 8 4 5 5 3 5 55 ． Le e S H ， Cho i C S． Che mi c a I a c t i va t i on o f hi gh s ul f ur p e t r o l e u m c o k e s b y a l k a l i me t a l c o mp o u n d s [ J ] ．F u e l Pr o c e s s i ng Te c hn ol o gy，2 00 0，641 41 15 3 ． [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] p r e c a r b o n i z a t i o n o f p e t r o l e u m t i o n p r o c e s s w i t h KOH[ J ] ． 2 29 5 - 23 01 ． c oke s o n c he mi c a 1 a c t i v a Ca r b o n， 2 0 0 5 ， 4 3 1 1 He Xi a o j u n，Le i J i a n g we i ，Ge n g Ye j i n g ，e t a 1 ．Pr e p a r a t i on of m i c r op or ou s a c t i v a t e d c a r bon a n d i t s e l e c t r o c he m i c a l p e r f o r ma n c e f o r e l e c t r i c d o u b l e l a y e r c a p a c i t o r [ J ] ． J o u r n a l o f Ph y s i c s a n d Ch e mi s t r y o f S o l i d s ，2 0 0 9 ，7 0 3 47 38 74 4． Yu e Z R，J i a n g W ，Wa n g L，e t a 1 ．S u r f a c e c h a r a c t e r i z a t i o n o f e l e c t r o c h e mi c a l l y o x i d i z e d c a r b o n f i b e r s [ J ] ．C a r b o n ，1 9 9 9，3 7 1 1 1 7 8 5 1 7 9 6 ． Xi n g W ，Qi a o S Z，Di n g R G，e t a 1 ．S u p e r i o r e l e c t r i c do ubl e l a y e r c a pa c i t o r s us i ng or de r e d me s o por o us c a r b o n s [ J ] ．C a r b o n ， 2 0 0 6 ， 4 4 2 2 1 6 - 2 2 4 ． [ 1 2 ] L u C h u n l a n ， x u S h a o p i n g ， G a n Y i x i o n g ， e t a 1 ．E f f e c t o f S t u d y 0 n o x i d a t i o n m o d i f i c a t i o n 0 f p e t r o l e u m c o k e a nd t h e c a p a c i t i v e p e r f O r ma n c e 0 f t h e r e s u l t a nt a c t i v a t e d c a r b o n DENG M e i g e n，W ANG Re n q i n g， FENG Yi h o n g J i a n g x i Ke y L a b o r a t o r y o f El e c t r i c En e r g y S t o r a g e Co n v e r s i o n． J i a n g x i Un i v e r s i t y o f Fi n a n c e Ec o n o mi c s ，Na n c h a n g 3 3 0 0 1 3 ， Ch i n a Ab s t r a c t Pe t r o l e u m c o k e P Cwa s mo d i f i e d b y H2 O 2 h y d r o t h e r ma l o x i d i z a t i o n ．Ac t i v a t e d c a r b o n ACwa s p r e p a r e d b y a c t i v a t i o n o f H O，mo d i f i e d P C a t KOH／ c o k e ma s s r a t i o o f 31 d e n o t e d a s OAC 一 3 ．As a c o m p a r i s o n，AC wa s a l s o ma d e b y a c t i v a t i o n o f P C a t KOH／ c o k e ma s s r a t i o o f 31 ， 41 a n d 51 d e n o t e d a s AC 一 3，AC一 4 a n d AC 一 5 ．X r a y d i f f r a c t i o n XRD ，I 2 a d s o r p t i o n，N2 a d s o r p t i o n a n d g a l v a n o s t a t i c c h a r g e ／ d i s c h a r g e we r e us e d t o s t ud y t h e i n f l ue nc e of H 2 O，o xi di z a t i o n on t he s t r uc t ur e of PC a n d t he pe r f o r ma nc e o f t he r e s ul t e d a c t i v a t e d c a r bo n．XRD s t u dy r e v e a l e d t ha t H， O，o xi di z a t i on i nc r e a s e d t he i n t e r p l a na r d i s t a nc e o f PC m i c r o c r y s t a l l i ne f r o m 0 ．3 4 4 t o 0． 3 51 nm a nd d e c r e a s e d t h e m i c r o c r vs t a l 1 i ne t h i c k ne s s f r o m 2 ．3 4 t o 1 ． 8 6 nm． Th e s pe c i f i c s u r f a c e a r e a o f OAC 一 3 a n d AC 一 4 wa s 3 0 6 6 a n d 2 9 2 9 m。 ／ g，r e s p e c t i v e l y 。At a c u r r e n t d e n s i t y o f 0 ． 2 A／ g ，OAC一 3 a n d AC一 4 a c h i e v e d a s p e c i f i c g r a v i me t r i c c a p a c i t a n c e o f 3 7 4 ． 6 a n d 3 3 8 ． 9 F／ g， r e s p e c t i v e l y ．E l e c t r o c h e mi c a l c a p a c i t o r s ba s e d on OAC一 3 po s s e s s e d a be t t e r po we r pe r f o r ma nc e a nd l o we r r e s i s t a nc e ． Ke y wo r ds pe t r o l e u m c o ke；o x i d a t i o n mo d i f i c a t i o n；a c t i v at e d c a r bo n；e l e c t r o c h e m i c a l c a p a c i t o r 上 接第 1 9 5 9页 Re s e a r c h o n t he pr e pa r a t i o n o f s o l v e nt - f r e e a n i o ni c p o l y u r e t h a n e 。 ‘ a c r y l a t e e m u l s i o n a n d i t s f i l m pe r f o r m a n c e FEI Gu i q i a n g ， ZHU Ke ， W ANG Ch e n g - j u n ， S HEN Yi d i n g ， W ANG Ha i hu a l， CHEN Zo ng mi n g 1 ． Ke y La b o r a t o r y o f Au x