废弃瓦楞纸制备多孔碳电极及其电催化和超电性能研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xiaoyao2000
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生物质碳材料由于其环境友好、导电性高等特点被广泛应用与电化学领域。本文选用废弃瓦楞纸作为生物质碳前体,通过碳化和KOH活化的方法制备高性能瓦楞纸多孔碳(CPAC)。它可以用于超级电容器和电化学高级氧化工艺(EAOP),两个领域。将CPAC用作超级电容器用电极材料,并研究不同条件下材料的电化学性能包括不同的煅烧温度,不同的活化比例等条件。得到最佳样品CPAC-700样品的比表面积可达1202.38 m2g-1,根据孔径分析发现其具有丰富的微孔结构,相互连通的孔道为材料表面的电荷存储提供了大量的空间。在以6 M KOH电解液的三电极系统中,当电流密度为分别为1 A g-1和10 A g-1时,样品的比电容高分别为415.66F g-1和310 F g-1。电容保留率为74.85%。在双电极系统中,电流密度为1 A g-1和10 A g-1时比电容分别为248.48 F g-1和179.58 F g-1。电容保持率可达72.26%。在双电极系统中5 A g-1的电流密度下,循环5000次。在循环之后仍保持初始电容的89.9%。说明CPAC样品是理想的超级电容器材料。将CPAC样品用作电催化降解的阴极材料,由于其超高的比表面积以及丰富的孔隙结构,可以加快H2O2的产率,从而推动生成更多的强氧化剂·OH来提高降解效率。苯酚在120 min内的降解率为93.76%,COD在180 min内从386.35 mg L-1降至44.07 mg L-1。对CPAC样品进行简单的修饰通过沉淀法和煅烧法制备了Ru O2/CPAC复合材料。Ru O2/CPAC复合材料表现出更高的比表面积为2379.09 m2g-1。电降解120 min后,苯酚降解率可达98.76%,经过120 min的降解后,COD从306.35 mg L-1降至44.07 mg L-1
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