超級(jí)電容器作為一種電化學(xué)儲(chǔ)能器件,具有充放電速度快、功率密度高、使用壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),其電化學(xué)性能受限于所使用的電極材料。生物質(zhì)作為一種天然的可利用資源,經(jīng)碳化制備的生物質(zhì)碳面臨著比表面積小、比電容低的問題。為了在不犧牲高功率密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的前提下,提高超級(jí)電容器的高能量密度,非金屬摻雜引入贗電容是一個(gè)被廣泛接受的策略。本文的研究重點(diǎn)是以生物質(zhì)作為碳源,通過碳化及非金屬調(diào)制方法,制備得到不同的生物質(zhì)碳,通過調(diào)節(jié)孔結(jié)構(gòu)、增大比表面積、摻雜氮氧原子來增加雙電層電容、引入贗電容特性,提高電容器的能量密度。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,選用棉花、絲瓜瓤、柚子皮、爆米花和夏威夷果殼等生物質(zhì)進(jìn)行一步高溫碳化處理,得到五種生物質(zhì)碳（CC、VS、PP、POP和MS）。棉花衍生的生物質(zhì)碳（CC）的比表面積（4.9 m2/g）是VS的2.79倍、PP的40.45倍、POP的14.48倍、MS的6.30倍,孔體積大、離子傳輸通道多、電導(dǎo)率高。在四種水系電解液中,三電極體系測(cè)試結(jié)果表明,生物質(zhì)碳均表現(xiàn)出雙電層電容,CC具有最佳的電化學(xué)性能,6mo1/LKOH電解液中,電流密度為0.5 A/g時(shí),其比電容... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古民族大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１生物質(zhì)碳材料的制備流程圖??

ＪＯ?非金屬調(diào)制生物質(zhì)碳超電容特性的研究???燥。將千燥后的棉花、絲瓜瓤、柚子皮、爆米花、夏威夷果殼分別置于管式爐??中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至１１００?°Ｃ，碳化ｌｈ，得到生物質(zhì)碳材料，并分別標(biāo)記??為?ＣＣ、ＶＳ、ＰＰ、ＰＯＰ、ＭＳ。??３．３結(jié)果與討論??３．３．１結(jié)構(gòu)和形貌表征??幽圓??ＢｉＳＨＳ??圖３．１生物質(zhì)碳材料的ＳＥＭ圖??（ａ－ｂ?）?ＣＣ?（?ｃ?）?ＶＳ?（?ｄ?）?ＰＰ?（?ｅ?）?ＰＯＰ?（?ｆ）?ＭＳ??

?內(nèi)蒙古民族大學(xué)碩士學(xué)位論文?２＾＿??圖３．１是五種材料的的掃描電鏡圖，圖（ａ－ｆ）分別是材料ＣＣ、ＶＳ、ＰＰ、??ＰＯＰ、ＭＳ的ＳＥＭ圖，圖（ａ－ｂ）分別是ＣＣ在尺寸為１０＂ｍ和１００／／ｍ的ＳＥＭ??圖，為表面光滑的麻花狀結(jié)構(gòu)；圖（ｃ）ＶＳ具有微米尺寸的孔通道，表面光滑；??圖（ｄ）?ＰＰ為大尺寸的片層結(jié)構(gòu)；圖（ｅ）?ＰＯＰ為大尺寸的塊狀結(jié)構(gòu)，表面有微??小的孔隙；圖（ｆ）?ＭＳ為微米級(jí)不規(guī)則塊狀結(jié)構(gòu)。??（００２）??２?（１００）??ｆ?＾—ＭＳ?一??？ｔ?？——?ｖｓ??Ｉ?一■—■ＰＯＰ??°??ＰＰ???ｃｃ??．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０?（ｄｅｇｒｅｅ）??圖３．２生物質(zhì)碳材料的ＸＲＤ圖??圖３．２所示為材料ＣＣ、ＶＳ、ＰＰ、ＰＯＰ、ＭＳ的ＸＲＤ圖譜，所有材料都在２３°??和４４。左右出現(xiàn)了衍射峰，分別對(duì)應(yīng)石墨的（〇〇２）和（丨〇〇）晶面［８７！，沒有其??他雜峰，表明在１１〇〇°Ｃ下可以將五種生物質(zhì)材料碳化，得到結(jié)構(gòu)良好的生物??質(zhì)石墨碳結(jié)構(gòu)材料。其中碳材料ＣＣ的峰高較低，說明它的不定形石墨碳結(jié)構(gòu)??，結(jié)晶度較差。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多壁碳納米管的表面改性及電化學(xué)儲(chǔ)能[J]. 關(guān)慧,范麗珍,喬素燕,曲選輝.  北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(11)
[2]混合型超級(jí)電容器的研究進(jìn)展[J]. 劉海晶,夏永姚.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[3]活性碳納米管的制備及其在有機(jī)電解液中的電容性能研究[J]. 徐斌,吳鋒,蘇岳鋒,曹高萍,陳實(shí),楊裕生.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2007(21)
[4]碳納米管表面沉積氧化鎳及其超電容器的電化學(xué)行為[J]. 王曉峰,王大志,梁吉.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2003(02)

博士論文
[1]滸苔基高比表面積活性炭的制備及其性能研究[D]. 高原.山東大學(xué) 2017

碩士論文
[1]多孔碳材料的雙重活化法制備及其高性能超級(jí)電容器應(yīng)用[D]. 孫菲菲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號(hào)：2980762