Tailoring the surface chemistry of zeolite templated carbon by electrochemical methods

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Title: Tailoring the surface chemistry of zeolite templated carbon by electrochemical methods
Authors: Berenguer Betrián, Raúl | Morallon, Emilia | Cazorla-Amorós, Diego | Nishihara, Hirotomo | Itoi, Hiroyuki | Ishii, Takafumi | Kyotani, Takashi
Research Group/s: Electrocatálisis y Electroquímica de Polímeros | Materiales Carbonosos y Medio Ambiente
Center, Department or Service: Universidad de Alicante. Departamento de Química Física | Universidad de Alicante. Departamento de Química Inorgánica | Universidad de Alicante. Instituto Universitario de Materiales
Keywords: Carbon materials | Supercapacitors | Zeolites | Electrochemical oxidation
Knowledge Area: Química Física | Química Inorgánica
Issue Date: Jun-2013
Publisher: Grupo Español del Carbón
Citation: Boletín del Grupo Español del Carbón. 2013, 28: 10-14
Abstract: One option to optimize carbon materials for supercapacitor applications is the generation of surface functional groups that contribute to the pseudocapacitance without losing the designed physical properties. This requires suitable functionalization techniques able to selectively introduce a given amount of electroactive oxygen groups. In this work, the influence of the chemical and electrochemical oxidation methods, on the chemical and physical properties of a zeolite templated carbon (ZTC), as a model carbon material, have been studied and compared. Although both oxidation methods generally produce a loss of the original ZTC physical properties with increasing amount of oxidation, the electrochemical method shows much better controllability and, unlike chemical treatments, enables the generation of a large number of oxygen groups (O = 11000- 3300 μmol/g), with a higher proportion of active functionalities, while retaining a high surface area (ranging between 1900-3500 m2/g), a high microporosity and an ordered 3-D structure. | Una posibilidad para optimizar los materiales carbonosos para su aplicación en supercondensadores es la generación de grupos funcionales que contribuyan a la pseudocapacidad sin perder las propiedades físicas iniciales. Esto requiere de técnicas de funcionalización adecuadas, capaces de introducir selectivamente una determinada cantidad de grupos oxigenados electroactivos. En este trabajo, se han estudiado y comparado los efectos de los métodos de oxidación química y electroquímica en las propiedades químicas y físicas de un material carbonoso preparado mediante el uso de una zeolita Y como plantilla (en inglés, zeolite templated carbón (ZTC)). Aunque de forma general ambos métodos dañan las propiedades originales del ZTC, el método electroquímico muestra un mayor control que, a diferencia de los tratamientos químicos, permite la generación de una gran cantidad de grupos oxigenados (O = 11000- 3300 μmol/g), con una mayor proporción de grupos activos, manteniendo al mismo tiempo una elevada área superficial (entre 1900-3500 m2/g), una elevada microporosidad y una estructura 3-D ordenada.
Sponsor: Financial support by the MINECO and FEDER for the joint Spanish-Japanese project (PRIPIBJP-2011-0766) and MAT2010-15273 and CTQ2012-31762 projects, by Generalitat Valenciana (PROMETEO/2009/047), as well as the Japanese Ministry of Education, Science, Sports and Culture, for the Grant-in-Aid for young scientists (A) (23685041).
URI: http://hdl.handle.net/10045/33565
ISSN: 2172-6094
Language: eng
Type: info:eu-repo/semantics/article
Peer Review: si
Publisher version: http://www.gecarbon.org/boletin.asp
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