本文關(guān)鍵詞：絲瓜絡(luò)基和銀耳基生物質(zhì)多孔炭的制備、表征及性能研究

  更多相關(guān)文章： 生物質(zhì) 多孔炭 孔結(jié)構(gòu) 超級(jí)電容器 氣體吸附

【摘要】：生物質(zhì)多孔炭以比表面積大、孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、表面官能團(tuán)豐富、原料可再生且綠色無污染等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于吸附、分離、儲(chǔ)能與催化等領(lǐng)域。由于多孔炭的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)、比表面積和表面化學(xué)對(duì)其應(yīng)用性能起著最主要的決定作用,且與原料本身的特點(diǎn)及制備工藝密切相關(guān)。故選擇恰當(dāng)?shù)纳镔|(zhì)前軀體和制備方法,對(duì)材料的物理化學(xué)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控及研究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系具有重要的意義。本文選擇絲瓜絡(luò)和生物菌兩種生物質(zhì)為碳前軀體,經(jīng)H202和EDTA-2Na預(yù)處理,通過炭化和KOH活化后得到多孔炭材料。采用XPS、元素分析和N2吸脫附等表征方法研究了預(yù)處理、堿炭比對(duì)材料孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)的影響。其中以絲瓜絡(luò)為前軀體制備得到的多孔炭具有適宜的孔分布和開孔型結(jié)構(gòu),堿炭比3：1、800℃活化的樣品BET比表面積達(dá)到2402 m2g-1,孔分布在0.7 nm-2.7 nm之間,各級(jí)孔道相互連通,且表面具有豐富的含氧官能團(tuán),因此表現(xiàn)出良好的電容性能和較高的循環(huán)穩(wěn)定性。在三電極KOH超級(jí)電容體系中0.1 A g-1電流密度下比容量達(dá)499 Fg-1,且在10 Ag-1下依舊保持303 F g-1的容量,循環(huán)性能優(yōu)良,5 Ag-1下循環(huán)10000次電容保持率為91.3%；兩電極SBP-BF4/AN體系下,其表現(xiàn)出25.3 Wh Kg-1的能量密度。以生物菌為前軀體制得的多孔炭BET比表面積高達(dá)3592 m2g-1,比絲瓜絡(luò)炭具有更多的中孔,在三電極KOH超級(jí)電容體系中0.1 A g-1電流密度下比容量較高,且在15 A g-1下依舊保持288F g-1的容量。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì) 多孔炭 孔結(jié)構(gòu) 超級(jí)電容器 氣體吸附
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 引言13
• 1.2 多孔炭13-16
• 1.2.1 多孔炭概述13-14
• 1.2.2 原料及制備工藝14-15
• 1.2.3 多孔炭的結(jié)構(gòu)及表面性能15-16
• 1.3 多孔炭用于超級(jí)電容器16-17
• 1.4 CO_2捕獲和儲(chǔ)氫17-20
• 1.4.1 CO_2捕獲17-19
• 1.4.2 儲(chǔ)氫19-20
• 1.5 立題依據(jù)和研究內(nèi)容20-21
• 1.5.1 立題意義和背景20-21
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容和預(yù)期創(chuàng)新之處21
• 參考文獻(xiàn)21-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分29-35
• 2.1 主要試劑、原料及儀器29-30
• 2.2 樣品的制備方法及步驟30-31
• 2.2.1 絲瓜絡(luò)基多孔活性炭的制備30
• 2.2.2 生物菌基多孔活性炭的制備30-31
• 2.3 表征與測(cè)試31-35
• 2.3.1 熱重分析(TG)31
• 2.3.2 X-射線衍射分析(XRD)31
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)31
• 2.3.4 透射電子顯微鏡(TEM)31
• 2.3.5 拉曼光譜分析(Raman)31
• 2.3.6 元素分析測(cè)試31-32
• 2.3.7 X射線光電子能譜分析(XPS)32
• 2.3.8 氣體吸附測(cè)試32
• 2.3.9 電化學(xué)性能測(cè)試32-35
• 第三章 絲瓜絡(luò)基多孔炭的制備與表征35-55
• 3.1 絲瓜絡(luò)生物質(zhì)TG/DTA分析35-36
• 3.2 多孔活性炭形貌分析36-37
• 3.3 XRD和拉曼分析37-38
• 3.4 元素分析和XPS38-40
• 3.5 N_2吸附孔結(jié)構(gòu)分析40-43
• 3.6 電化學(xué)性能的研究43-51
• 3.6.1 6M KOH三電極體系電化學(xué)性能分析43-49
• 3.6.2 兩電極1 M SBP-BF_4/AN體系49-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 第四章 生物菌基多孔炭的制備與表征55-69
• 4.1 生物菌原料TG分析55-56
• 4.2 生物菌基多孔炭形貌分析56
• 4.3 拉曼分析56-57
• 4.4 元素分析和XPS57-59
• 4.5 N_2吸附孔結(jié)構(gòu)分析59-61
• 4.6 CO_2捕獲性能61-62
• 4.7 電化學(xué)性能62-65
• 4.8 本章結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 第五章 結(jié)論69-71
• 致謝71-73
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-75
• 作者及導(dǎo)師簡介75-76
• 附件76-77

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1 王獻(xiàn)彪;;高分子基多孔炭材料的研究進(jìn)展[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期

2 ;文摘[J];炭素技術(shù);2008年01期

3 楊陽;;新型多孔炭材料[J];技術(shù)與市場(chǎng);2008年07期

4 李燦;黃正宏;張江南;康飛宇;梁吉鋒;;以石油渣油為原料制備多孔炭[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年03期

5 ;中國石油大學(xué)石油焦制多孔炭技術(shù)國際領(lǐng)先[J];工業(yè)催化;2009年01期

6 吳明鉑;鄭經(jīng)堂;邱介山;;多孔炭物理化學(xué)結(jié)構(gòu)及其表征[J];化學(xué)通報(bào);2011年07期

7 錢旦;郝廣平;李文翠;;含氮多孔炭的制備及其在二氧化碳吸附中的應(yīng)用[J];新型炭材料;2013年04期

8 張引枝,鄭經(jīng)堂,王茂章;多孔炭材料在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];石油化工;1996年06期

9 劉貴陽,黃正宏,康飛宇;沸石礦為模板制備多孔炭的研究[J];新型炭材料;2005年01期

10 商玲玲;夏金童;肖勇;李闖;吳旭升;譚海龍;;生石油焦制備的多孔炭材料吸附性能及電熱性能研究[J];炭素技術(shù);2006年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 夏笑虹;劉洪波;黃衍瑞;石磊;何月德;;小分子二元酸/酚醛樹脂共聚炭化制備多孔炭材料[A];第22屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2010年

2 劉貴陽;黃正宏;康飛宇;;沸石改性對(duì)以其為模板制備的多孔炭的影響的初步研究[A];非金屬礦物材料—環(huán)保、生態(tài)與健康研討會(huì)論文專輯[C];2004年

3 周穎;姚七妹;邱介山;趙宗彬;;多孔炭材料的模板法制備及其性能研究[A];2004年中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

4 王勇;張鵬飛;徐旋;鞏玉同;李翼;李浩然;;氮摻雜的多孔炭材料及其在多相催化中的應(yīng)用研究[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第1分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

5 陸安慧;;結(jié)構(gòu)和形貌規(guī)整的多孔炭可控合成[A];第十七屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文集[C];2013年

6 鞏玉同;魏中哲;王勇;;一種簡單可持續(xù)的合成多級(jí)孔炭基材料的方法[A];中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第37分會(huì)：能源納米科學(xué)與技術(shù)[C];2014年

7 周穎;姚七妹;邱介山;郭洪臣;王云鵬;趙宗彬;;多孔炭材料的模板法制備及其性能研究[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

8 王愛平;劉貴陽;康飛宇;黃正宏;郭占成;;浸漬方法對(duì)制備模板多孔炭的影響研究[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

9 劉鋼;賈明君;劉羽;張文祥;吳通好;;具有石墨相結(jié)構(gòu)的納米多孔炭材料的合成與表征[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姜文明;基于固廢高分子材料制備多孔炭材料及其電化學(xué)性能研究[D];江蘇大學(xué);2015年

2 王勇;植物麻桿基和膠原基生物質(zhì)多孔炭的制備、表征及性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 郭明晰;煤基多孔炭材料的制備及其電容性能研究[D];新疆大學(xué);2016年

4 張忠潔;利用模板碳化法控制合成多孔炭材料及其電化學(xué)性能基礎(chǔ)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

5 郭春雨;瀝青系多孔炭的結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能的研究[D];天津大學(xué);2007年

6 吳明鉑;多孔炭的制備及其孔結(jié)構(gòu)、表面官能團(tuán)的調(diào)控[D];大連理工大學(xué);2003年

7 袁曉玲;氮摻雜多孔炭材料的制備、表征及性能研究[D];吉林大學(xué);2012年

8 王世萍;新型多孔炭材料的構(gòu)筑及其在新能源技術(shù)中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

9 陳冬;多孔炭負(fù)載氫氧化鎳復(fù)合電極研究[D];北京化工大學(xué);2013年

10 齊菊銳;稻殼基多孔炭的物理化學(xué)性能表征及應(yīng)用的研究[D];吉林大學(xué);2004年

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1 趙治強(qiáng);基于生物質(zhì)的功能多孔炭材料的制備及性能測(cè)試[D];燕山大學(xué);2015年

2 徐樂樂;多孔炭材料的制備及其電容法脫鹽性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 田桂英;多孔炭/離子交換膜復(fù)合電極及其性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

4 何媛媛;利用模板炭化法合成超電容多孔炭材料的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

5 王芳芳;酚醛樹脂基多孔炭微球的制備及其電化學(xué)性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 邢超;重質(zhì)炭源制備高附加值多孔炭用于超級(jí)電容器[D];大連理工大學(xué);2015年

7 王妍;多孔炭的制備及微波吸收性能的研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 別妙;偏氯乙烯共聚物的膠束化行為及模板法制備多級(jí)多孔炭[D];浙江大學(xué);2016年

9 王蒙蒙;硝酸改性生物質(zhì)多孔炭制備及其吸附性能研究[D];遼寧科技大學(xué);2016年

10 馬源;瀝青基多孔炭的結(jié)構(gòu)調(diào)控與電化學(xué)性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：607336