石油沥青基炭气凝胶制备及在电双层电容器中的应用的中期报告.docx

石油沥青基炭气凝胶制备及在电双层电容器中的应用的中期报告
中期报告
研究背景与意义
电双层电容器（EDLCs）作为一种新型的高能量储存装置，具有能量密度高、功率密度大、循环寿命长等优点，被广泛应用于电子产品、汽车电子、通讯等领域。EDLCs在储能、传感、能源转化、防雷等方面具有潜在的应用和市场前景。
石油沥青基碳材料具有密度大、导电性好、易于制备等特点，经过氧化改性后能够增加表面官能团含量，使材料的比表面积和孔容量增大，便于制备高性能EDLCs电极。
因此，本研究拟采用石油沥青为原料，通过改性、氧化等方法制备炭气凝胶材料，并进一步开展其在EDLCs电极中的应用研究。
研究内容与进度
1.石油沥青基炭气凝胶制备
本研究首先采用石蜡作为石油沥青的软化剂，通过真空回流法得到石油沥青软化剂混合物。在此基础上，采用硝酸氧化和热解气相法，制备了具有纳米孔径的炭气凝胶材料。
2.材料表征
利用场发射扫描电镜（FESEM）、氮气吸附-脱附（BET）和X射线光电子能谱（XPS）对制备的炭气凝胶材料进行了表征。结果表明，制备的炭气凝胶材料表面粗糙，孔径分布范围广，比表面积较大，具有优异的电化学性能。
3.EDLCs电极制备
在炭气凝胶材料的基础上，采用混合物法制备了EDLCs电极。将制备好的炭气凝胶材料、石墨烯和聚四氟乙烯混合悬浮于乙醇中并制备成薄膜状电极，然后通过涂覆技术固定在镍网上，形成电极。
4.电化学性能测试
采用循环伏安法、交流阻抗法和恒流充放电法对制备的EDLCs电极进行了电化学性能测试。结果表明，制备的EDLCs电极具有较高的比电容值和循环稳定性。
结论与展望
本研究成功制备了基于石油沥青的炭气凝胶材料，并在此基础上开展了EDLCs电极的制备与性能测试。实验结果表明，该炭气凝胶材料具有优异的电化学性能，可作为高性能EDLCs电极材料的重要研究方向。未来，本研究将结合应用场景，进一步研究其在储能、传感、能源转化等方面的应用，为EDLCs的实际应用提供有力的支持。