超級(jí)電容器,也稱為電化學(xué)電容器（ECs）,是一種可持續(xù)發(fā)展和可再生的能量轉(zhuǎn)換或存儲(chǔ)設(shè)備,具有高功率密度、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（>100000）、良好的操作安全性、高的熱穩(wěn)定性、快速充/放電和循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。超級(jí)電容器根據(jù)儲(chǔ)能機(jī)理主要分為兩種,雙電層電容器（EDLC）和贗電容電容器。雙電層是指插入電解液中的電極表面與溶液兩側(cè)會(huì)分布電荷數(shù)量相等而符號(hào)相反的離子層,在溶液中和電極上形成了兩個(gè)電荷層,從而使相間產(chǎn)生電位差,其電極材料主要是碳基材料。贗電容是指電極和電解質(zhì)界面發(fā)生了快速、可逆的化學(xué)吸附/脫附或氧化/還原反應(yīng),贗電容電容器的主要材料是金屬氧化物。由碳基材料組成的雙電層電容器具有優(yōu)異的倍率性能、快速動(dòng)力學(xué)和高功率密度,這是由于碳基材料具有高的比表面積,可提供巨大的電荷存儲(chǔ)容量和促進(jìn)電解質(zhì)離子的快速吸附/脫附過(guò)程。而贗電容電容器具有更高的能量密度,其原因之一可歸于更寬的電壓窗口。根據(jù)以上所述,本文先選取儲(chǔ)量大、取材方便、富含N和P等雜元素且成本低廉的生物質(zhì)作為碳前驅(qū)體,以不同活化溫度制備N、P共摻雜多孔碳材料,探究活化溫度和N、P元素對(duì)多孔碳材料的形貌結(jié)構(gòu)及其電化... 

【文章來(lái)源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

生物質(zhì)能的利用形式示意圖

圖 1.2 多孔碳材料的制備方法Figure 1.2 Preparation of porous carbon materials.法法合成多孔碳材料的主要步驟如下[27]：先合成具有可控孔徑的多孔分子篩，用其作為硬模板；碳前軀體裝載到模板的孔道中；后把合成的碳前軀體/無(wú)機(jī)復(fù)合材料經(jīng)過(guò)高溫碳化和模板刻蝕手段，孔徑尺寸和孔結(jié)構(gòu)關(guān)鍵決定于所采用的硬模板的尺寸和結(jié)構(gòu)。通過(guò)，來(lái)進(jìn)行控制和制備反相復(fù)制的多孔碳。因此，模板材料應(yīng)具有可穩(wěn)定性、與碳前軀體無(wú)化學(xué)反應(yīng)、容易除去等性質(zhì)。碳前軀體則需充分的填入模板材料的空隙中和高溫?zé)岱�(wěn)定性，使其制備出化學(xué)性8]。各種無(wú)機(jī)材料，包括硅納米顆粒（硅溶膠）、沸石、陽(yáng)極氧化鋁

雜、制備的周期較長(zhǎng)且價(jià)格昂貴，同時(shí)對(duì)模板的選取較為嚴(yán)格，最終還需除去模板，可能會(huì)出現(xiàn)模板殘留的問(wèn)題。1.2.2.2 軟模板法軟模板法是采用表面活性劑作為模板劑，通過(guò)表面活性劑和碳前軀體之間的互相作用，經(jīng)過(guò)自組裝形成多孔結(jié)構(gòu)。采用軟模板法制備介孔碳材料需具備 4 個(gè)要求：（1）前驅(qū)體能自組裝成納米結(jié)構(gòu)；（2）前驅(qū)體至少含有一種孔導(dǎo)向組分和一種碳組分；（3）孔導(dǎo)向組分具有良好的高溫?zé)岱�(wěn)定性；（4）成碳組分可產(chǎn)生高度交聯(lián)的聚合物材料，而且在除去孔導(dǎo)向組分時(shí)能夠保持其納米結(jié)構(gòu)。Dai 等人[35]將 PS-P4VP 型嵌段共聚物與間苯二酚甲醛樹脂組裝得到嵌段共聚物-酚醛樹脂復(fù)合材料，在甲醛蒸汽和熱固后碳化，得到了高度有序的介孔碳。Qiao 等人[36]以 FC4和 F127 為模板，乙醇和三甲基苯（TMB）作為共同有機(jī)溶劑，間苯二酚和甲醛作為碳前軀體，通過(guò)氫鍵的作用使甲醛和乳滴自組裝形成介孔甲醛樹脂球。圖 1.3 為合成介孔碳球示意圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]江蘇省夏季浮萍種類及其生長(zhǎng)水環(huán)境調(diào)查[J]. 吳雪飛,劉璐嘉,馬晗,劉楊,周明耀,錢曉晴.  生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào). 2012(05)
[5]超級(jí)電容器電解質(zhì)研究進(jìn)展[J]. 李作鵬,趙建國(guó),溫雅瓊,李江,邢寶巖,郭永.  化工進(jìn)展. 2012(08)
[6]生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 郭海霞,左月明,張虎.  農(nóng)機(jī)化研究. 2011(06)
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[8]中國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J]. 王久臣,戴林,田宜水,秦世平.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2007(09)

博士論文
[1]多孔結(jié)構(gòu)碳材料的制備及功能研究[D]. 仲啟鳳.東南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]超級(jí)電容器用生物質(zhì)基多孔炭的研制及其儲(chǔ)電性能研究[D]. 凌平華.安徽工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3592091