以椰殼為原料,通過在水熱過程中添加尿素直接獲得氮摻雜水熱炭,再通過CO2活化獲得氮摻雜多孔炭.采用掃描電子顯微鏡（SEM）、N2吸附脫附、X射線光電子能譜（XPS）、X射線粉末衍射（XRD）對樣品的形貌、孔隙結(jié)構(gòu)、元素組成及晶相結(jié)構(gòu)進行表征.作為吸附劑,氮摻雜多孔炭在75℃下對SO₂的飽和吸附容量達到132.4 mg/g,相較于未添加尿素的多孔炭提高了40%;作為電極材料,在三電極測試中1 A/g的電流密度下,比電容達到175.1 F/g,20 A/g下仍有124.6 F/g,20 A/g的電流密度下循環(huán)5 000次后,比電容仍保有115.2 F/g.氮摻雜多孔炭由于其簡單的工藝流程、廉價易得的原材料以及溫和的反應(yīng)條件,在多個領(lǐng)域展現(xiàn)了其巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力. 

【文章來源】：燃燒科學(xué)與技術(shù). 2020,26(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

從椰殼到氮摻雜多孔炭的合成和結(jié)構(gòu)演變簡圖

SO2吸附實驗系統(tǒng)

圖3(a)是原料椰殼顆粒的掃描電鏡圖片，從圖中可以清晰地看到椰殼表面較為平整，同時存在一些微小的孔洞，這些孔洞的存在有利于炭化過程中孔隙結(jié)構(gòu)的進一步發(fā)展．圖3(b)和圖3(c)分別是水熱炭化后樣品NHC0以及NHC5的掃描電鏡圖片，可以清晰看到水熱過程形成了炭微球結(jié)構(gòu)，椰殼中含有的纖維素水解成多糖，多糖水解為葡萄糖后發(fā)生脫水縮合反應(yīng)生成芳香化合物和低聚物，當(dāng)反應(yīng)達到臨界過飽和度時，芳香化合物和低聚物進一步脫水形成晶核，最終晶核之間發(fā)生相互交聯(lián)聚合作用形成炭微球．對NHC0和NHC5表面的炭微球進行粒徑統(tǒng)計，兩者炭微球粒徑平均尺寸分別為2.57μm和0.35μm，由此可以看到尿素的加入可以顯著地減小炭微球的尺寸，這與前人在葡萄糖水熱炭化實驗中加入乙二胺導(dǎo)致炭微球尺寸減小結(jié)果一致[26]．從后文的XRD分析結(jié)果可以看到加入尿素后限制了纖維素的水解，這會導(dǎo)致生成的晶核數(shù)量不足，從而不能交聯(lián)聚合生成粒徑較大的炭微球．圖3(d)和圖3(e)分別是水熱炭化后樣品NHC5以及CO2活化后樣品NPC5的掃描電鏡圖片，可以看到經(jīng)過活化后，樣品的孔隙得到了進一步的發(fā)展．2.1.2 孔隙結(jié)構(gòu)分析

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3304430