生物质活性炭改性聚氨酯基复合材料的制备及性能研究

摘要

废弃生物质是一种廉价的可再生资源，由其制备的生物质活性炭具有高比表面积、高导热性和高导电性等特性，在电化学应用方面具有巨大潜力。采用氢氧化钾（KOH）化学活化和氮掺杂的方法，成功制备榛子壳活性炭，并将其加入热固性聚氨酯（PU）中，利用电化学工作站、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射和BET等表征手段，对其电化学性能、热力学性能及显微结构等进行分析。结果表明：氮掺杂榛子壳活性炭（HSAC）具有三维多孔状结构，平均孔径在6 nm以下，在PU基体中具有良好的分散性。HSAC/PU复合材料具有良好的热稳定性，在6 mol/L KOH电解液中表现出良好的电化学性能。在0.5 A/g的电流密度下，HSAC/PU-0.5的比电容为187.6 F/g，且具备出色的速率能力（20 A/g时为157.6 F/g），电容保持率为83.9%。

关键词

生物基活性炭 / 聚氨酯 / 电化学性能 / 榛子壳