純碳電極材料的雙電層儲(chǔ)能機(jī)理使得其比容量和能量密度不高,將其作為超級(jí)電容器電極材料的效果并不理想,這極大地限制了碳電極材料在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)碳材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、雜原子摻雜以及復(fù)合等功能化改性策略來(lái)調(diào)控材料的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)、表面組成和化學(xué)狀態(tài)、導(dǎo)電性,是提高其電化學(xué)性能的有效方法。作為本世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的新型綠色溶劑,深共熔溶劑（Deep eutectic solvent,DES）具有蒸氣壓低、原料廉價(jià)易得、可生物降解、無(wú)毒性、便于回收等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),將DES用于制備分級(jí)孔碳材料已成為一個(gè)新的研究方向�；诖�,本論文以L(fǎng)-酪氨酸為DES的氫鍵供體、碳源和雜原子源,ZnCl₂為DES的氫鍵受體和催化活化劑,制備出系列DES衍生的摻雜多孔碳材料,并將其作為超級(jí)電容器電極材料,探討了原料比例及碳化溫度對(duì)材料形貌、結(jié)構(gòu)組成以及最終的電容性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.為了檢驗(yàn)ZnCl₂作為氫鍵受體的效果,我們首先選取了最早用于制備DES衍生多孔碳材料的酚醛聚合反應(yīng)體系。我們以間苯三酚作為氫鍵供體和ZnCl₂先形成DES,... 

【文章來(lái)源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

用ChCl和尿素表示DES形成的示意圖

(MD)模擬研究了不同摩爾比的 ChCl-尿素型 DES 的結(jié)構(gòu)特征，觀察之間的氫鍵相互作用隨尿素量的增加而減弱，當(dāng) ChCl 與尿素的摩和 Cl-的氫鍵相互作用與 Cl-和膽堿陽(yáng)離子的氫鍵相互作用達(dá)到合理化 DES 具有最低的凝固點(diǎn)[13]。Perkins 等使用 MD 模擬了三個(gè) ChCl 基相互作用[14]。隨后，Mainberger 等通過(guò) MD 模擬了 40 種 DES，比較般琥珀力場(chǎng)來(lái)評(píng)估 MD 數(shù)據(jù)模擬的可靠性，同時(shí)也對(duì) DES 進(jìn)行了結(jié)晶體系進(jìn)行了比較[15]。Hammond 等首次對(duì) ChCl-丙二酸(MA)型 DE用空間密度函數(shù)繪制了 DES 的三維結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明膽堿中的羥基對(duì)重要作用[16]。 DES 種類(lèi)的氫鍵供體主要有酰胺、多元醇、羧酸等化合物，常見(jiàn)的氫鍵受體主類(lèi)鹽等。在眾多的 DES 組分中，ChCl 是最常用的鹽，因?yàn)槠淇缮�，并且可以從生物質(zhì)中提取或通過(guò)高度原子經(jīng)濟(jì)的方法從化石中合

DES 原料更加便宜。例如，Abbott 組制備出綠色粘稠 ChCl-CrCl3·6比 1:2，凝固點(diǎn)大約在 14 oC)[22]，這類(lèi)溶劑可作為甲酸和乙酸酯化反應(yīng)，由于水合金屬鹵化物含有結(jié)晶水，不易吸收空氣中的水分，使其在規(guī)模使用。：季銨鹽陽(yáng)離子與中性有機(jī)氫鍵供體組成的 DES。中性有機(jī)氫鍵供體，–CO2H[24], –CONH2[3], –NH2, –NHR 和–OH[25]。尿素是最常見(jiàn)的有機(jī)ChCl 的摩爾比為 2:1 時(shí)可形成深共熔混合物(凝固點(diǎn)約 12oC)。這一類(lèi) ES 相比，具有一定的優(yōu)勢(shì)，例如，低成本，易于制備和相對(duì)高的耐水DES 中的許多是由天然生物質(zhì)衍生的有機(jī)氫鍵供體組成，因此還常具毒的特點(diǎn)[26, 27]。：金屬氯鹽和氫鍵供體(無(wú)有機(jī)季銨鹽陽(yáng)離子)所組成的 DES。例如 Z、尿素[17]、乙二醇(EG)或 1,6-乙二醇形成 DES。


本文編號(hào)：2983617