生物質(zhì)資源在我國(guó)有著極為廣泛的分布,但大量的生物質(zhì)資源未能得到有效利用,不僅造成了資源上的浪費(fèi),同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境污染的問(wèn)題。近年來(lái),生物質(zhì)炭化轉(zhuǎn)化為活性炭技術(shù)因具有能量轉(zhuǎn)換效率高、污染小與方便高效等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),引起社會(huì)的廣泛關(guān)注。生物質(zhì)活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),極高的比表面積,優(yōu)良的電導(dǎo)率與物理化學(xué)性能穩(wěn)定,因此在多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,如超級(jí)電容器電極材料與電催化材料等。本文以梧桐木屑為生物質(zhì)原材料,采用化學(xué)活化法制備活性炭樣品,通過(guò)對(duì)活性炭樣品進(jìn)行表征和篩選得到優(yōu)化樣,將優(yōu)化后樣品進(jìn)行進(jìn)一步的雜原子摻雜并在超級(jí)電容器電極材料和燃料電池電極材料上應(yīng)用,所得結(jié)論如下:(1)以梧桐木屑為原料,氫氧化鉀為活化劑,采取3組單因素實(shí)驗(yàn),研究了活化溫度、活化時(shí)間與堿料比3個(gè)工藝參數(shù)對(duì)梧桐木屑活性炭比表面積與比電容量的影響;最終得出最優(yōu)制備條件為活化溫度800℃,活化時(shí)間120min,堿料比為1∶3。此條件下的活性炭樣品PC活性炭比表面積達(dá)到2498.1m²/g,總孔容為1.34cm³/g,平均孔徑為2.23nm;在1A g^-1的電流密度...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 生物質(zhì)活性炭材料簡(jiǎn)介及發(fā)展
        1.2.1 生物質(zhì)簡(jiǎn)介
        1.2.2 生物質(zhì)基活性炭簡(jiǎn)介
        1.2.3 生物質(zhì)活性炭的制備方法
    1.3 超級(jí)電容器簡(jiǎn)介及發(fā)展
        1.3.1 超級(jí)電容器的概念及特點(diǎn)
        1.3.2 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)及組成
        1.3.3 超級(jí)電容器的儲(chǔ)能機(jī)理及種類(lèi)
        1.3.4 生物質(zhì)基多孔碳材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
    1.4 燃料電池簡(jiǎn)介
        1.4.1 燃料電池的概念及特點(diǎn)
        1.4.2 燃料電池基本結(jié)構(gòu)以及工作原理
        1.4.3 生物質(zhì)基多孔碳材料在燃料電池中的應(yīng)用
    1.5 研究意義與研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 材料表征儀器
        2.2.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.2 場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡
        2.2.3 X-射線(xiàn)衍射分析
        2.2.4 傅里葉紅外光譜
        2.2.5 X射線(xiàn)光電子能譜儀
        2.2.6 元素分析
        2.2.7 孔隙和比表面積分析儀
        2.2.8 工業(yè)分析
    2.3 材料電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 循環(huán)伏安測(cè)試
        2.3.2 恒流充放電法測(cè)試(GCD)
        2.3.3 電化學(xué)交流阻抗測(cè)試(EIS)
        2.3.4 循環(huán)性能測(cè)試
第三章 氫氧化鉀活化制備梧桐木屑生物質(zhì)活性炭在超級(jí)電容器中應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 活性炭的制備
        3.2.3 超級(jí)電容電極材料的制備
        3.2.4 分析檢測(cè)方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 活化溫度對(duì)活性炭比表面積與比電容的影響
        3.3.2 活化時(shí)間對(duì)活性炭比表面積的影響
        3.3.3 堿料比比對(duì)活性炭比表面積的影響
        3.3.4 活性炭的表征
        3.3.5 木屑活性炭的超級(jí)電容器性能
    3.4 本章總結(jié)
第四章 Co/N共摻雜生物質(zhì)活性炭提升超級(jí)電容器性能
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 制備鈷氮摻雜生物質(zhì)活性炭催化劑材料
        4.2.2 催化劑電極材料的制備
        4.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 生物質(zhì)活性炭的形貌表征分析
        4.3.2 X-射線(xiàn)衍射儀表征
        4.3.3 X-射線(xiàn)光電子能譜儀表征
        4.3.4 催化劑的電化學(xué)性能
    4.4 本章總結(jié)
第五章 Fe/N共摻雜生物質(zhì)活性炭提升氧化還原性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 制備鐵氮摻雜生物質(zhì)活性炭催化劑材料
        5.2.2 催化劑電極材料的制備
        5.2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 生物質(zhì)活性炭的形貌表征分析
        5.3.2 X-射線(xiàn)衍射儀表征
        5.3.3 X-射線(xiàn)光電子能譜儀表征
        5.3.4 催化劑的電化學(xué)性能
    5.4 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間學(xué)歷成果



本文編號(hào)：3799780