新型模板法綠色制備生物質(zhì)基多孔炭及其超電性能
發(fā)布時(shí)間:2022-12-04 11:25
多孔炭(PC)具有孔隙豐富、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),是一種制備超級(jí)電容器電極的優(yōu)異材料。制備PC的方法主要有化學(xué)活化法和外加模板法,這些方法存在實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣、污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備等問(wèn)題;诖,本論文提出以綠色可回收中性鹽以及廢棄物本身作模板,輔以生物前驅(qū)體自身分解得到的產(chǎn)物為活化劑制備PC材料,并對(duì)所得樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,研究其作為超電電極材料的電化學(xué)性能。得到結(jié)果主要如下:1、以木質(zhì)素為碳源,外加氯化鈉為模板,通過(guò)低溫回流使木質(zhì)素包覆在氯化鈉外層,高溫煅燒獲得木質(zhì)素基多孔炭,并研究其作為電極材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用。結(jié)果表明,改變煅燒溫度可調(diào)控所得樣品的孔結(jié)構(gòu),其比表面積在548~600 m~2 g-1之間可變,且隨著煅燒溫度升高,比表面積和孔體積先增大后減少。700℃煅燒所得樣品具有最大的比表面積,并表現(xiàn)出最高的電容性能,其在6 mol L-1 KOH電解液中比電容可達(dá)252 F g-1,有效面積電容高達(dá)31.2μF cm-2。模板氯化鈉可清洗分離并可循環(huán)利用,提出了一種廢棄物高附加值制備超級(jí)電容...
【文章頁(yè)數(shù)】:55 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 多孔炭的簡(jiǎn)介
1.2 多孔炭的制備與摻雜
1.2.1 前驅(qū)體
1.2.1.1 不可再生資源
1.2.1.2 可再生資源
1.2.2 制備方法
1.2.2.1 活化法
1.2.2.2 模板法
1.2.3 多孔炭的雜原子摻雜
1.3 多孔炭材料用作超級(jí)電容器電極材料
1.3.1 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
1.3.2 多孔炭基超級(jí)電容器性能的影響因素
1.3.2.1 比表面積
1.3.2.2 孔徑分布
1.3.2.3 表面性質(zhì)
1.4 課題選擇意義
1.5 儀器、表征以及試劑
1.5.1 儀器
1.5.2 表征手段
1.5.3 實(shí)驗(yàn)試劑
2 鹽模板誘導(dǎo)木質(zhì)素基多孔炭的制備及其超級(jí)電容器性能
2.1 實(shí)驗(yàn)部分
2.1.1 木質(zhì)素基多孔炭的制備
2.1.2 木質(zhì)素基/NaCl復(fù)合物多孔炭的制備
2.1.3 電極制備及性能測(cè)試
2.2 結(jié)果討論
2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
2.4 本章小結(jié)
3 自模板法合成氮摻雜分級(jí)孔炭及其超級(jí)電容器性能
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 蝦殼基多孔炭的制備
3.1.2 電極制備及性能測(cè)試
3.2 結(jié)果討論
3.3 電化學(xué)性能測(cè)試
3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氮氧摻雜木質(zhì)素基炭材料的制備及其電化學(xué)性能[J]. 張文,許升,呂宗澤,李志國(guó). 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2018(03)
[2]熱解自活化法制備生物質(zhì)基微孔型活性炭(英文)[J]. 孫康,冷昌宇,蔣劍春,卜權(quán),林冠峰,盧辛成,朱光真. 新型炭材料. 2017(05)
[3]生物質(zhì)木質(zhì)素分離和結(jié)構(gòu)研究方法進(jìn)展[J]. 文甲龍,陳天影,孫潤(rùn)倉(cāng). 林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
[5]蟹殼基氮/氧共摻雜多孔炭的原位制備及其超級(jí)電容器性能[J]. 馬詩(shī)瑤,杜慧,耿闖,王揚(yáng),龐琳瀚,趙娜,劉筱,郭永泰,曲江英. 應(yīng)用化學(xué). 2016(11)
[6]超級(jí)電容器的應(yīng)用[J]. 陳雪丹,陳碩翼,喬志軍,傅冠生,阮殿波. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2016(06)
[7]蔥葉一步法裂解制備多孔炭及其電容性能研究(英文)[J]. 于晶,高利珍,李雪蓮,吳超,高麗麗,李長(zhǎng)明. 新型炭材料. 2016(05)
[8]超級(jí)電容器用高性能石油焦基多孔炭的制備及改性(英文)[J]. 譚明慧,鄭經(jīng)堂,李朋,椿范立,吳明鉑. 新型炭材料. 2016(03)
[9]混合鹽活化胖大;嗫滋康闹苽浼俺(jí)電容器電極材料性能[J]. 呼小洲,王靜,唐靖. 應(yīng)用化學(xué). 2015(05)
[10]活性炭制備及其活化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 張本鑌,劉運(yùn)權(quán),葉躍元. 現(xiàn)代化工. 2014(03)
本文編號(hào):3708170
【文章頁(yè)數(shù)】:55 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 多孔炭的簡(jiǎn)介
1.2 多孔炭的制備與摻雜
1.2.1 前驅(qū)體
1.2.1.1 不可再生資源
1.2.1.2 可再生資源
1.2.2 制備方法
1.2.2.1 活化法
1.2.2.2 模板法
1.2.3 多孔炭的雜原子摻雜
1.3 多孔炭材料用作超級(jí)電容器電極材料
1.3.1 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介
1.3.2 多孔炭基超級(jí)電容器性能的影響因素
1.3.2.1 比表面積
1.3.2.2 孔徑分布
1.3.2.3 表面性質(zhì)
1.4 課題選擇意義
1.5 儀器、表征以及試劑
1.5.1 儀器
1.5.2 表征手段
1.5.3 實(shí)驗(yàn)試劑
2 鹽模板誘導(dǎo)木質(zhì)素基多孔炭的制備及其超級(jí)電容器性能
2.1 實(shí)驗(yàn)部分
2.1.1 木質(zhì)素基多孔炭的制備
2.1.2 木質(zhì)素基/NaCl復(fù)合物多孔炭的制備
2.1.3 電極制備及性能測(cè)試
2.2 結(jié)果討論
2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
2.4 本章小結(jié)
3 自模板法合成氮摻雜分級(jí)孔炭及其超級(jí)電容器性能
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 蝦殼基多孔炭的制備
3.1.2 電極制備及性能測(cè)試
3.2 結(jié)果討論
3.3 電化學(xué)性能測(cè)試
3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氮氧摻雜木質(zhì)素基炭材料的制備及其電化學(xué)性能[J]. 張文,許升,呂宗澤,李志國(guó). 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2018(03)
[2]熱解自活化法制備生物質(zhì)基微孔型活性炭(英文)[J]. 孫康,冷昌宇,蔣劍春,卜權(quán),林冠峰,盧辛成,朱光真. 新型炭材料. 2017(05)
[3]生物質(zhì)木質(zhì)素分離和結(jié)構(gòu)研究方法進(jìn)展[J]. 文甲龍,陳天影,孫潤(rùn)倉(cāng). 林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
[5]蟹殼基氮/氧共摻雜多孔炭的原位制備及其超級(jí)電容器性能[J]. 馬詩(shī)瑤,杜慧,耿闖,王揚(yáng),龐琳瀚,趙娜,劉筱,郭永泰,曲江英. 應(yīng)用化學(xué). 2016(11)
[6]超級(jí)電容器的應(yīng)用[J]. 陳雪丹,陳碩翼,喬志軍,傅冠生,阮殿波. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2016(06)
[7]蔥葉一步法裂解制備多孔炭及其電容性能研究(英文)[J]. 于晶,高利珍,李雪蓮,吳超,高麗麗,李長(zhǎng)明. 新型炭材料. 2016(05)
[8]超級(jí)電容器用高性能石油焦基多孔炭的制備及改性(英文)[J]. 譚明慧,鄭經(jīng)堂,李朋,椿范立,吳明鉑. 新型炭材料. 2016(03)
[9]混合鹽活化胖大;嗫滋康闹苽浼俺(jí)電容器電極材料性能[J]. 呼小洲,王靜,唐靖. 應(yīng)用化學(xué). 2015(05)
[10]活性炭制備及其活化機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 張本鑌,劉運(yùn)權(quán),葉躍元. 現(xiàn)代化工. 2014(03)
本文編號(hào):3708170
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