茶渣衍生多级孔炭的电化学和吸附性能研究

作者：周琰; 胡丽娟; 岑美香; 兰涌涛; 潘宇; 连加彪^*

来源：稀有金属, 2022, 46(10): 1340-1351.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY22060013

• 岩茶渣高值化
• 多级孔炭材料
• 电化学储能
• 吸附
• 阿莫西林(AMX)

为探索废弃生物质材料的高值化利用在储能和环境修复中的应用潜力，本文以武夷岩茶茶渣(简称为茶渣)为原料，利用一种简便的KOH活化法制备了多级孔炭材料(TWBC750)，并系统研究了其作为超级电容器电极与环境吸附剂的性能。研究结果显示TWBC750高度石墨化，具有分级多孔结构，且比表面积高达1014.54 m2·g-1，孔体积为0.50 cm3·g-1。TWBC750电极在1.0 A·g-1时的最大比电容可达150 F·g-1，在10 A·g-1电流密度下充放电循环10000圈后容量保持率高达94%；基于该材料所组装的对称超级电容器在功率密度为700 W·kg-1时，最大能量密度为9.73 Wh·kg-1，并展现出优异的长期循环稳定性能(10000圈后容量保持率为91.75%)。准二级动力学模型可以更好描述TWBC750吸附水中阿莫西林的过程，吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程，在45℃时其Langmuir的理论吸附容量最大(129.249 mg·g-1)；吸附热力学数据表明这是一个非自发的熵减吸热的吸附过程。本研究合成的高效TWBC750为茶叶废弃物同时在能源储存和环境修复领域的可循环利用提供了一定的理论依据。

• 单位
  武夷学院; 福建省生态产业绿色技术重点实验室; 江苏大学