發(fā)布時(shí)間：2021-11-11 12:34

　　球形多孔碳材料具有出色的比表面積、良好的穩(wěn)定性、獨(dú)特的形貌和易調(diào)節(jié)的幾何尺寸等優(yōu)勢,在能源與環(huán)境領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)方法制備的球形多孔碳材料往往粒徑不均、單分散性差且形貌不可控,而液滴微流控技術(shù)為球形材料常用制備方法中存在的低規(guī)整度與重復(fù)性差等問題提供了一種新的解決方案。不同通道形式內(nèi)液液兩相流的對比分析結(jié)果表明,與T型通道微流控器件相比,同軸流型微通道在制備單分散液滴方面更具實(shí)操性優(yōu)勢。本文設(shè)計(jì)制造了兼具便捷性與通用性的同軸流型微流控器件,全部采用商用零件組裝而成,即插即用。并針對研發(fā)的同軸流型微流控器件,推導(dǎo)了其穩(wěn)定制備單分散性液滴的流量關(guān)系式,獲得了兩相流量極限參數(shù),實(shí)現(xiàn)了尺寸均一的球形多孔碳前驅(qū)體的高效制備�；跓嶂胤治鼋Y(jié)果,確定了前驅(qū)體的碳化工藝,試驗(yàn)研究了不同活化工藝對碳材料的比表面積、孔徑分布等參數(shù)的影響規(guī)律,最終通過KOH活化獲得了具有較高比表面積（1837m2/g）和高微孔比例（Vmicro/Vtotal=83.8%）的球形多孔碳材料。采用管式固定床對所制備球形多孔碳材料進(jìn)行了CO2動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)評價(jià)了不同進(jìn)氣體積流量和吸附壓力下的吸附效果和吸附柱實(shí)際利用效... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４硬模板法制備多孔碳材料Ｍ??Ｆｉｇ．?１．４?Ｆｌｏｗｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｈａｒｄ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ??

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第須??圖１．５軟模板法制備螺旋狀介孔碳材料＾??Ｆｉｇ．?１．５?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｙｒｏｉｄａｌ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｃａｒｂｏｎ?ｎｅｔｗｏｒｋｓ?ｂｙ?ｓｏｆｔ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ｍｅｔｈｏｄ??高溫?zé)峤夥�，又稱作直接碳化法，可以直接有效地制備多孔碳材料。該方法是在沒??有氧氣存在的情況下，通過高溫來破壞材料中的化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)部分物質(zhì)的分解，從而形??成孔道結(jié)構(gòu)。故而碳前驅(qū)體在很大程度上影響著多孔碳最終的結(jié)構(gòu)與性能。使用該方法??的前提是不同成分間需要具備一定的熱穩(wěn)定性差異，這樣才有利于熱解過程中相對不穩(wěn)??定的成分發(fā)生分解，并在穩(wěn)定的碳化成分中形成孔隙。這一特征限制了多孔碳前驅(qū)體的??選用范圍，符合要求的材料主要包括生物質(zhì)、部分聚合物和一些離子液體等。??熱解法最早由Ｏｙａ教授等人［３Ｑ］提出，他們以酚醛樹脂為碳源、聚乙烯醇縮丁醛為熱??解聚合物，首先通過靜電紡絲技術(shù)合成復(fù)合物纖維，然后采用高溫?zé)峤夥ǖ玫搅硕嗫椎??碳纖維材料，并且發(fā)現(xiàn)改變碳前驅(qū)體和熱解聚合物的比例可以調(diào)控碳纖維中孔隙的尺??寸。Ｗａｎｇ等［３１］采用直接碳化的方法制備了大面積的、自支撐的膜狀多孔碳，利用靜電??交聯(lián)得到聚離子液體多孔薄膜后對其進(jìn)行原位碳化，通過保留多孔聚合物膜前軀體的碳??化形態(tài)，獲得了分層結(jié)構(gòu)的氮摻雜石墨納米多孔碳膜，如圖１．６所示，同時(shí)發(fā)現(xiàn)中等分??子量的聚合物前軀體和多孔聚合物膜的交聯(lián)狀態(tài)在原形貌保持的碳化過程中起到非常??關(guān)鍵的作用。??：一―—??—為螫：麵麵??：屬＿??圖１．６直接碳化法制備多孔碳膜Ｍ??Ｆｉｇ．?１

第８頁?華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文??ｉ：：｜?＿?１：丨?§ＩＥ??Ｉ?＊０．?ｆｅ｜４?ｆ；ｄ０＞，?｜?４?：泰：，，，?｜?Ｈ?＞、參＼??ｆｅ＿ｋ?Ｌ?ｎ中、??Ｋ＊?ｕｓ?ｔ？?３／?ｔ）Ｓ?公》?＆４?ｅｓ?ｃｅ?＆■？?ｃｔ?？ａ?〇４?ｅｓ?〇？?ａ－？?－ｊ．ｓ?ｃ＞３??Ｓｉ＾？?Ｅ？？ａ｝?Ｓｉ？ｅｆ？？ｎ：?Ｓｓ￡６｛ｆｎｍｉ??ｍ＿??圖１．７石油瀝青基球形活性炭的粒度分布和ＳＥＭ圖像Ｍ??Ｆｉｇ．?１．７?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ａｎｄ?ＳＥＭ?ｏｆ?ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ?ｐｉｔｃｈ－ｂａｓｅｄ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ??在儲能方面，多孔碳材料顯示出的優(yōu)異性能使得其備受關(guān)注。Ｓｕｎ等人％］以廢椰子??殼為碳源，通過經(jīng)濟(jì)高效的同時(shí)活化－石墨化途徑合成了多孔石墨烯納米片，材料比表??面積和孔體積可達(dá)１８７４ｍ２／ｇ和１．２１ｃｍ３／ｇ，用作超級電容器電極時(shí)顯示出２６８Ｆ／ｇ的高比??電容（水系電解液）。Ｌｉ等人％通過油菜花粉粒生物質(zhì)的水熱預(yù)處理，然后使用低溫??（６００°Ｃ）熱解方法合成了一種新型的宏觀３Ｄ空心網(wǎng)狀生物炭材料，如圖１．８所示，制??備過程中熱解溫度被證明是材料繼承該獨(dú)特結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。當(dāng)該材料用作鈉離子電池??（ＳＩＢ）的陽極材料時(shí)，網(wǎng)狀生物炭材料表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在１０００次循環(huán)后容??量損失僅為１０％。??■?．?Ｖ?ｖ?？?－?．?：??ＩＭＩ．．Ｖ，?ｐ？Ｈ，ｎ?１切１１＾?Ｈｓｒ？?１賺１，？??１?ｒｒｉ？ｃ？ｌ？＊ｅ?ｔｉａｒａ?ｃａｒｔｔｗｉｓ??圖１．８用作

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3488864