多孔碳材料具有來源豐富、環(huán)境友好、大孔隙網絡、高比表面積、可控孔隙率以及相對低密度等特點,在能源存儲和能源轉換領域的應用中表現出巨大的潛力。超級電容器由于其穩(wěn)定性好,使用壽命長,高的功率密度以及綠色環(huán)保,被認為是潛在的最有發(fā)展前景的儲能裝置。本研究合理利用大自然中可再生的、可生物降解的、儲量豐富的纖維素類材料—亞麻纖維,制備具有豐富孔隙結構的多孔碳材料,并探究其應用于超級電容器電極的可能性。論文主要從以下三方面進行展開研究:1、打漿是造紙過程中最重要的工藝之一,適當的打漿能使?jié){料纖維分絲帚化,提升其吸水潤脹性。分別以打漿度為40、60、80°SR的漂白亞麻漿為碳前軀體,KOH和尿素作為活化劑和摻雜物質,并且以混配水溶液的方式被亞麻纖維吸收。然后冷凍干燥,高溫活化得到活性多孔碳材料（APCs）。結果顯示,隨著打漿度的上升,碳材料比表面積和孔體積逐漸增加,表面摻雜元素含量升高,其中APC-60具有最佳電化學性能。2、利用NaOH/尿素水溶液溶解亞麻纖維得到纖維素溶液,然后經凝膠、冷凍干燥得到纖維素氣凝膠,含有NaOH、尿素的纖維素氣凝膠自活化得到纖維素基N摻雜分層多孔碳氣凝膠。并且通過改變... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

纖維素分子結構

圖 1-2 纖維素基水凝膠的應用igure 1-2 Applications of cellulose-based hydrogel[凝膠隙率高、比表面積大、密度小并且充滿氣態(tài)分ler[32]成功研制出了氣凝膠，并且首次對氣凝膠作代原有三維互穿結構中的液體，仍保留其三維氣凝膠研制的開端。根據基體材料的不同，可雜化復合氣凝膠[33]。隨著科研工作者的不懈努用，如吸附、催化、能源存儲和轉換、隔熱、。天然、可再生、來源豐富、可生物降解的綠色

基于孔寬度的 IUPAC 孔隙分類; （b）典型分層多孔結構中離a) IUPAC classifications of pores based on pore width. (b) Schemaof an ion diffusion pattern in a typical hierarchical porous structure碳材料的制備表 1-2 多孔碳材料的原料Table 1-2 Raw materials of porous carbon 品種 木材、稻麥殼[39]、果皮、果核、木質炭、椰子殼[40]、劍稈、棉花[42]、甘蔗渣[43]、西瓜[44]、冬瓜[45]、南瓜[46]、廢 煙煤、泥煤、無煙煤、煤瀝青等料 石油焦、石油渣、石油瀝青、油渣地瀝青等

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多孔碳材料的研究進展[J]. 王同洲,王鴻.  中國科學:化學. 2019(05)
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[3]纖維素基氣凝膠的制備及功能材料構建[J]. 劉亞迪,裴瑩,鄭學晶,湯克勇.  高分子通報. 2018(09)
[4]超級電容器中碳電極材料的制備及其應用[J]. 劉立平,周林宗,張佑云,李春.  云南化工. 2018(09)
[5]我國能源消費現狀及其優(yōu)化策略[J]. 王倩.  商業(yè)經濟研究. 2018(17)
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[8]DMSO/TEAC溶劑體系紡制纖維素纖維的研究[J]. 肖長發(fā).  紡織學報. 1994(03)

博士論文
[1]直接碳化法制備多孔碳與碳納米管陣列及其性能研究[D]. 王昀.吉林大學 2016
[2]α—纖維素膜的制備、性能及應用研究[D]. 吳江.中國科學院研究生院（大連化學物理研究所） 2002

碩士論文
[1]纖維素/堿尿素水溶液的制備與再生及其流動行為特征研究[D]. 馬紅燕.華南理工大學 2018
[2]生物質碳基超級電容器電極材料制備及性能[D]. 劉天一.北京化工大學 2016
[3]天然高分子基交聯水凝膠的制備與性能[D]. 鮑登山.華南理工大學 2014
[4]纖維素在氫氧化鈉/硫脲/尿素水溶液中的溶解及溶液性質的研究[D]. 查純喜.東華大學 2007



本文編號：3352308