多孔炭材料由于高的比表面積、發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、良好的導(dǎo)電性、優(yōu)良的物化穩(wěn)定性及成本低等特點(diǎn),使其可以廣泛應(yīng)用于氣體吸附、化學(xué)儲(chǔ)能、催化劑載體等領(lǐng)域。制備多孔炭材料的前驅(qū)物有很多種,而生物質(zhì)資源豐富,綠色無污染,價(jià)格低廉,是一種很好的前驅(qū)物。因此以生物質(zhì)為前驅(qū)物制備生物質(zhì)多孔炭材料,可以降低制備成本,實(shí)現(xiàn)資源最大化利用。本文中,我們以竹筍殼和大蒜皮兩種生物質(zhì)為碳源分別制備幾種高比表面積的多孔炭材料,通過進(jìn)一步調(diào)控生物質(zhì)多孔炭的結(jié)構(gòu),使其更加適用于CO₂吸附和超級(jí)電容器電極材料,并探究多孔炭的結(jié)構(gòu)對(duì)CO₂吸附和超級(jí)電容器性能的影響。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,以農(nóng)業(yè)生物廢棄物竹筍殼為原料,三聚氰胺為氮源,采用水熱炭化后進(jìn)行KOH活化制備得到N摻雜層次多孔炭。未摻雜N的多孔炭具有高的介孔率和一定量的微孔與合適的比表面積,CO₂吸附量在0 ^oC和25 ^oC下分別為5.23mmol/g和3.29 mmol/g。摻雜N的多孔炭比表面積最高達(dá)到3350 m²/g,介孔主... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源消耗統(tǒng)計(jì)年鑒對(duì)多孔炭材料進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，合適的前驅(qū)物和制備方法是制備具有特殊

活化法[55-57]、模板法[45-46]、鹽融法[41-42]和溶膠凝膠法[43-44]。多孔炭材料的孔結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需求來調(diào)控，根據(jù)國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的定義，可將多孔炭材料中的孔分為三類，包括孔徑低于 2 nm 的微孔；孔徑介于 2-50 nm的介孔和孔徑大于 50 nm 的大孔[58]。如圖 1.2 所示，不同的孔結(jié)構(gòu)。一般來說，從多孔炭材料中的孔徑大小可將其分為微孔碳、介孔碳、大孔碳和層次多孔碳。不同多孔炭材料孔徑大小的差異，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)均有很大的差別，使它們能夠在吸附、催化、能源等領(lǐng)域顯示出其特有的優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。

雖然其他的元素含量較少，但是對(duì)于生物質(zhì)多孔炭材料來說至關(guān)重要，使材料的應(yīng)用范圍更廣。如在生物質(zhì)多孔炭材料中摻雜 N、P 元素，不僅可以提材料的親水性，也能提高材料的導(dǎo)電性[20,49,87,115]。目前制備生物質(zhì)多孔炭的方主要包括高溫碳化法、水熱法、活化法(物理活化和化學(xué)活化法)，還有一些其方法如熔融鹽法、有機(jī)凝膠碳化法、模板法等。通過不同的生物質(zhì)前驅(qū)物和制方法得到的生物質(zhì)多孔炭，其結(jié)構(gòu)和組成不盡相同，可以應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。些生物質(zhì)本身就含有多孔結(jié)構(gòu)及大量的表面官能團(tuán)，經(jīng)過簡(jiǎn)單的物理處理就能接使用。還有一些植物內(nèi)部含有多孔結(jié)構(gòu)，經(jīng)過簡(jiǎn)單的物理及化學(xué)處理后仍保著類似的多孔結(jié)構(gòu)，可以用作氣體吸附，如竹炭用來凈化水和吸附甲醛等；而過化學(xué)方法處理后制備的生物質(zhì)多孔炭，物理和化學(xué)性質(zhì)都有很大的改變，可用于氣體吸附與分離[39,64,116-117]、廢水處理[118-119]、電化學(xué)儲(chǔ)能與轉(zhuǎn)化[88,120-121]催化劑載體[122]等領(lǐng)域。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3320326