發(fā)布時間：2021-09-04 09:28

　　以生物質(zhì)為碳源制備的多孔碳電極材料具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)豐富等特點,可為電荷的存儲提供了大量的電化學(xué)活性位點。但已報道的多孔碳電極材料的有效比表面積較小,孔結(jié)構(gòu)分布不合理,孔結(jié)構(gòu)易坍塌等缺點制約了其在超級電容器領(lǐng)域的實際應(yīng)用。為了解決以上問題,除了選擇適宜的生物質(zhì)原料,更重要的策略是優(yōu)化多孔碳的制備方法。本論文工作主要研究了多種活化方法下以大米花為碳源的多孔碳的制備及其用作超級電容器研究。特別是提出了一種雙重活化法,實現(xiàn)了具有合理的孔徑分布、超高的比表面積以及優(yōu)異電化學(xué)性能的蜂巢狀結(jié)構(gòu)三維多孔碳材料制備,并應(yīng)用于高性能超級電容器。首先,本文以大米花為碳源,采用高錳酸鉀的固態(tài)模板法制備出多孔碳材料,其中高錳酸鉀為碳材料的形成提供模板并同時起到活化作用。該模板法下合成的碳材料含有氮、氧兩種摻雜元素,在三電極系統(tǒng)中以氫氧化鉀為電解液的條件下測得電容值為235.5 F?g^-1。且該材料具有石墨化結(jié)構(gòu)使其在較強電流密度下依舊能維持電極材料的形貌結(jié)構(gòu)。其次,采用氫氧化鉀對生物質(zhì)大米花進(jìn)行活化制備出三維多孔碳材料。該三維碳材料擁有較大的比表面積,具有氧元素?fù)诫s的官能團(tuán)。并且其電... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SiO2為模板制備多孔碳纖維流程圖

圖 1-1 SiO2為模板制備多孔碳纖維流程圖[33]ao 等人利用模板法來摻雜 N 官能團(tuán)來增加超級電容器電所示，該方法是將二氧化硅包裹在三水鋁礦表面上作為模包裹一層高分子聚合物。將其通過高溫進(jìn)行碳化的得到具料，將六角碳材料進(jìn)過 HCl 酸洗過后，中間的三水鋁礦就成帶有介孔的六角形狀的多孔碳材料。通過模板法制備的程度上控制碳材料的形貌、分散性以及摻雜的雜原子官能

圖 1-3 以蔗糖為碳源制備多孔碳的流程[34]溫延亮等人采用金屬氧化物為模板來調(diào)控碳材料的孔徑大小制備出碳材料。作者采用一定量的 MgO 與有機物吡咯混合然后對其混合進(jìn)行處理，達(dá)到模板碳的前聚體。然后再通過某種活化劑對其前聚體進(jìn)行活過控制活化溫度以及活化劑的量對其孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的調(diào)控。實驗流程 1-4 所示。得到了其比表面積高達(dá) 2700 m2 g-1多孔碳。這一比表面積在碳材料的研究中已經(jīng)算是很高了。而且制備的碳材料含有一定的元素?fù)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮摻雜對碳材料性能的影響研究進(jìn)展[J]. 張德懿,雷龍艷,尚永花.  化工進(jìn)展. 2016(03)

博士論文
[1]碳質(zhì)摻雜、復(fù)合材料的設(shè)計合成及其電容性能研究[D]. 常玖利.河南師范大學(xué) 2017

碩士論文
[1]多孔碳的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 邵春風(fēng).桂林電子科技大學(xué) 2018
[2]活性炭改性的錳酸鋰/鈦酸鋰電池電化學(xué)性能研究[D]. 唐良輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]三維多孔碳納米片的硬模板法制備及超級電容器應(yīng)用[D]. 于登峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]多孔碳基復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D]. 劉道慶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3383015