發(fā)布時間：2017-11-18 16:21

  本文關(guān)鍵詞：棕櫚殼半纖維素提取及其活性炭用于鋰硫電池

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【摘要】：環(huán)境污染和能源欠缺是目前人們面臨的兩大主要問題,廢棄生物質(zhì)資源化利用作為一種可持續(xù)清潔能源能研究開發(fā)有助于逐漸緩解日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境危機(jī)。生物質(zhì)來源廣泛,屬于可再生資源,亟待開發(fā)和利用,而鋰硫電池具有低成本、環(huán)境友好和高能量密度等特點,本文以碳基硫復(fù)合材料在Li-S電池中的應(yīng)用為背景,從廢棄生物質(zhì)資源化利用的角度出發(fā),研制出利用提取出了半纖維素的椰殼渣及油棕殼制備出的生物質(zhì)基碳材料,研究了其與硫復(fù)合的正極材料在Li-S電池中的應(yīng)用,為開發(fā)制備成本低廉、綠色高效、可規(guī)�；a(chǎn)的高性能硫正極材料提供思路。 本文首先以椰殼為原料,采用了以KOH作為堿的堿性過氧化氫法對抽提椰殼半纖維素進(jìn)行了正交實驗,并通過單因素實驗對抽提工藝進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化,所得最佳的抽提工藝參數(shù)為：pH為12.5、0.05%的MgSO4、8%的H202于80℃下浸提4h,半纖維素的實際得率為28%～30%。再以FI-IR、TG-DSC、GPC、XRD等手段對組分進(jìn)行表征分析。為進(jìn)一步研究熱帶廢棄生物質(zhì)的開發(fā)利用,本文利用以椰殼渣和油棕為原料,通過堿活化法制得椰殼渣活性炭(CSRAC)和油棕管胞活性碳(HPHCMs),并將其分別與硫單質(zhì)復(fù)合,制成鋰硫電池正極材料,研究探討活性炭制備工藝參數(shù)及活性炭的形貌、比表面積和孔結(jié)構(gòu)等因素對鋰硫電池的性能的影響。 實驗的結(jié)果表明,椰殼渣活性炭的最佳工藝條件為：在氮氣下,以10℃/min的速率升溫,在550℃下碳化2h得到椰殼渣基碳,以KOH為活化劑,堿碳比為3,在500℃預(yù)活化1h,再升溫至700℃活化2h,即得到BET值為2791m2g-1且含豐富微孔多孔椰殼渣活性炭,以其S/CSRAC復(fù)合物為鋰硫正極材料所得初始放電比容量為1088mAhg-1,100次循環(huán)后的容量保持率為88.2%,且?guī)靷愋示S持在98%左右。 油棕管胞為中空球形結(jié)構(gòu),壁上含有天然大通孔,管胞尺寸約為20-50μm,通過HNO3-CrO3法解離、碳化、活化后,其形貌尺寸都無明顯的變化。本文首次提出將其制備為中空碳球應(yīng)用于鋰硫電池正極碳材料,其最佳工藝條件為：在氮氣下以10℃/min的速率升溫,在400℃碳化2h得到油棕管胞基碳,再以KOH/KCO3為活化劑,堿碳比為1:1:1,在400℃預(yù)活化1.5h,再升溫至800℃活化1h,即得到BET值為1450m2/g并含一定介孔和微孔的中空分級多孔碳球HPHCMs,以其S/HPHCMs復(fù)合材料為鋰硫正極材料所得初始放電比容量為1105mAhg-1,100次循環(huán)后的比容量保持率為73.9%,與管胞基碳相比,性能得到很大提升。兩種碳材料在負(fù)載硫后,其比表面積和孔容均有較大幅度下降,由此表明,所制備的鋰硫電池的電化學(xué)性能與活性炭的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.1;TM912

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1 黃偉;賈艷秋;孫盛凱;;活性炭及其改性研究進(jìn)展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2006年05期

2 孫康;蔣劍春;;國內(nèi)外活性炭的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2009年06期

3 孫寶林;新型活性炭材料的特性及應(yīng)用[J];勞動保護(hù);1995年04期

4 孫艷;;活性炭制備現(xiàn)狀及其研究進(jìn)展[J];中國資源綜合利用;2014年01期

5 韓相理;蘆春梅;;凈美兼具——活性炭工藝品材料和功能初探[J];美術(shù)大觀;2014年01期

6 魏娜,趙乃勤,賈威;活性炭的制備及應(yīng)用新進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2003年05期

7 李夢青,王新征,居蔭軒,鄭永麗;鈣催化活化制備活性炭的研究進(jìn)展[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2003年03期

8 王鵬,張海祿;表面化學(xué)改性吸附用活性炭的研究進(jìn)展[J];炭素技術(shù);2003年03期

9 崔靜,趙乃勤,李家俊;活性炭制備及不同品種活性炭的研究進(jìn)展[J];炭素技術(shù);2005年01期

10 竇智峰;姚伯元;;高性能活性炭制備技術(shù)新進(jìn)展[J];海南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 侯春燕;王公應(yīng);馮良榮;;活性炭載體改性進(jìn)展[A];第六屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2009年

2 黃偉容;肖澤輝;;活性炭的成型、廢氣處理中的應(yīng)用及發(fā)展前景[A];2008全國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

3 范武波;尹華強(qiáng);郭家秀;;活性炭改性方法研究[A];2012中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第三卷）[C];2012年

4 厲嘉云;馬磊;盧春山;李小年;;處理方法對活性炭載體及負(fù)載鈀催化劑性能的影響[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

5 苗婷;周朝華;嚴(yán)春曉;程振興;;活性炭在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[A];公共安全中的化學(xué)問題研究進(jìn)展（第三卷）[C];2013年

6 陳翠蘭;張本山;高凌云;李芬芬;周雪;;吸附劑活性炭的制備與在處理廢水中的應(yīng)用[A];2010第二屆中國食品安全高峰論壇論文集[C];2010年

7 湯華民;李江存;舒一蘭;;活性炭材料在空氣凈化中的應(yīng)用[A];公共安全中的化學(xué)問題研究進(jìn)展（第二卷）[C];2011年

8 代曉東;劉欣梅;錢嶺;張建;閻子峰;;天然氣吸附用活性炭制備的放大試驗研究[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

9 蔡芬芬;朱義年;梁美娜;;活性炭改性的研究進(jìn)展及其應(yīng)用[A];2008中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文集（上卷）[C];2008年

10 侯敏;劉力;王璐;梁海潮;鄧正華;;氧化劑(NH_4)_2S_2O_8處理活性炭對儲能性能的影響[A];第十二屆中國固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 本報記者 明 江;“漂亮”的治污殺手[N];中國商報;2004年

2 何應(yīng)松;凈化室內(nèi)空氣“黑鉆金烏碳”是一絕[N];中華建筑報;2004年

3 黃宇;為了人們飲水健康[N];中國信息報;2010年

4 本報記者 張輝　林澤攀 王建蘭;讓產(chǎn)品更好地滿足市場高品質(zhì)需求[N];中國綠色時報;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于劍峰;陶瓷基孔材料的設(shè)計、制備及其在污水處理中的應(yīng)用[D];中國石油大學(xué)(華東);2013年

2 劉恩海;太陽能與生物質(zhì)能聯(lián)合驅(qū)動活性炭—甲醇吸附式制冷系統(tǒng)設(shè)計與試驗研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 周旭健;多孔碳材料對二VA英吸附特性的機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 史宸菲;樹脂基磁性活性炭的制備及其對水源水中典型污染物的去除研究[D];南京大學(xué);2014年

5 王玉新;毛竹活性炭的制備及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2007年

6 解立平;城市固體有機(jī)廢棄物制備活性炭的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（過程工程研究所）;2003年

7 代曉東;石油焦基活性炭的制備、修飾與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];中國石油大學(xué);2008年

8 孫康;果殼活性炭孔結(jié)構(gòu)定向調(diào)控及應(yīng)用研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2012年

9 楊繼亮;活性炭在卷煙濾嘴及煙草加工廢水中的應(yīng)用[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

10 陳云;活性炭及其改性催化劑應(yīng)用于碘化氫分解的性能及機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賴奕堅;成型活性炭的銀離子吸附研究[D];上海交通大學(xué);2009年

2 苗東旭;玉米芯基活性炭的制備及其對二價鋅離子吸附性能的研究[D];河北大學(xué);2014年

3 崔穎;以蘆葦為原料多種活性炭材料的制備及其吸—脫附性能研究[D];天津理工大學(xué);2015年

4 張雙雙;活性炭改性對氣相污染物甲醛及氨吸附去除影響的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 王勇;無患子殘渣活性炭制備及其吸附性能的研究[D];福建師范大學(xué);2015年

6 王大龍;配煤法煙氣脫硫活性炭的制備研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

7 黃珊珊;HyperCoal基活性炭制備雙電層電容器電極的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

8 曾樂;聚酰亞胺基活性炭的制備及性能的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

9 侯德粉;活性炭改性及其對含氫混合氣吸附性能的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 張微;堿活化石油焦制備活性炭過程中插層鉀的脫插研究[D];大連理工大學(xué);2015年

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本文編號：1200398