Ni掺杂黑液木质素基活化木材陶瓷的制备与性能研究

摘要

以造纸黑液木质素和NiCl2·6H2O为原料、经1200℃高温烧结制备Ni掺杂木材陶瓷,并用KOH进行活化处理,得到呈泡沫状的三维网络结构的Ni掺杂活化石墨化木材陶瓷.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积测试仪及电化学工作站等对其性能进行分析与表征.结果表明:Ni既参与构筑木材陶瓷骨架,又对无定形碳进行催化石墨化.所制备样品的石墨化倾向明显,有石墨烯片层结构出现,部分晶格间距接近理想石墨的点阵参数.同时,活化处理可以有效地形成多层次孔隙结构,增加微孔与超微孔数量.800℃活化3 h后,样品中的孔径主要集中在3.60 nm左右,比表面积从359 m2·g-1提高到856 m2·g-1.活化能够改善Ni掺杂木材陶瓷的电化学性能,在20 mV·s-1扫描速率下,其比电容为153.8 F·g-1,是未活化样品的2.2倍.