為了解秸稈微波酸催化水熱炭和堿活化活性炭形成機(jī)制和理化特性演變規(guī)律,該研究開展了不同檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的秸稈微波水熱和活性炭的制備試驗(yàn),并研究了水熱炭和活性炭理化及其電化學(xué)特性。結(jié)果表明,隨檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,秸稈水熱炭的產(chǎn)率、揮發(fā)份和H含量減少,而其灰分、固定碳、C和高位熱值增加,且酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%后趨于穩(wěn)定。檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí),水熱炭的碳微球結(jié)構(gòu)最豐富,其比表面積和孔體積最大,且以中孔為主。10%檸檬酸水熱炭在900℃下經(jīng)KOH活化后的活性炭產(chǎn)率為8%～11%,活化氣體產(chǎn)率為32%～35%,且以CO和H₂為主。900℃活性炭的比表面積為1 250～1 570 m²/g,總孔體積為1.00～1.20 cm3/g,孔徑為3.55～4.10 nm,且以中孔和微孔為主。當(dāng)電流密度為1 A/g,水稻、玉米和油菜秸稈活性炭的比電容分別為160.54、150.12和155.17 F/g,且循環(huán)5 000次后的電容保持率分別為91.04%、88.12%和89.06%,表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性。水稻秸稈水熱炭和活性炭的產(chǎn)率、灰分、碳轉(zhuǎn)化率、能量轉(zhuǎn)化率... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(17)北大核心EICSCD

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檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)不同種類秸稈微波水熱產(chǎn)物產(chǎn)率影響Fig.1EffectsofthemassfractionofCitricAcid(CA)ontheyieldsofmicrowavehydrothermalproductsfromdifferentstraws

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http://www.tcsae.org）2020年208注：此圖均為y偏移堆積線圖；CA,citricacid；ID/IG是D峰和G峰的峰強(qiáng)度比值。Note:Thisfigureisallymigrationaccumulationlinegraph;CA,citricacid；ID/IGisthepeakintensityratioofDpeakandGpeak.圖4水熱炭和活性炭的紅外光譜和拉曼光譜Fig.4FTIRspectraofhydrocharandRomanspectraofactivatedcarbon圖5秸稈活性炭的循環(huán)伏安曲線和恒電流充放電曲線Fig.5Cyclicvoltammetriccurvesandgalvanostaticcharge-dischargecyclingcurvesofconstantcurrentofactivatedcarbonbasedonhydrocharfromstraws

與水稻秸稈活性炭的比表面積、總孔體積、中孔體積和微孔體積最大相一致（表3），也與其SEM孔隙結(jié)構(gòu)和拉曼光譜的石墨化程度相一致（圖2h和3d）。在電流密度為1A/g下，循環(huán)5000次的活性炭電極材料的比電容變化如圖6所示。水稻、玉米、油菜活性炭在循環(huán)5000次后，其比電容保持率分別為91.04%、88.12%、89.06%，表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性。秸稈活性炭比電容的衰減主要集中發(fā)生在前500圈，這可能是由于電解液與吸附在碳材料表面的雜質(zhì)離子發(fā)生了不可逆反應(yīng)[37]。圖61A·g-1電流密度下活性炭的電極循環(huán)性能Fig.6Cyclingperformanceofactivatedcarbonelectrodeatthecurrentdensityof1A·g-13結(jié)論1）隨檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，秸稈水熱炭產(chǎn)率、揮發(fā)份和H含量減少，而灰分、固定碳、C和高位熱值增加，酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%后趨于穩(wěn)定，同時(shí)，秸稈水熱炭的O、碳轉(zhuǎn)化率和熱值轉(zhuǎn)化率先降低后增加。酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的水熱炭的碳微球最豐富，其比表面積和孔體積最大，以中孔（0.06～0.10cm3/g）為主。2）秸稈活性炭產(chǎn)率約為8%～11%，活化氣體產(chǎn)率約為32%～35%，主要以CO和H2為主。900℃活性炭形成了豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，比表面積為1250～1570m2/g，總孔體積為1.00～1.20cm3/g，孔徑為3.55～4.10nm，以中孔和微孔為主。當(dāng)電流密度為1A/g，900℃的水稻、玉米和油菜秸稈活性炭的比電容分別為160.54、150.12和155.17F/g，且循環(huán)5000次后的比電容保持率分別為91.04%、88.12%和89.06%，表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性。3）3種秸稈相?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]催化劑對(duì)炭化反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)的影響[D]. 梁豐.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]生物質(zhì)水熱炭的制備及性能研究[D]. 吳艷姣.東北林業(yè)大學(xué) 2016



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