生物質(zhì)作為一種可再生資源在替代燃料、碳基材料和天然產(chǎn)物等制備具有廣闊的研發(fā)前景。近年來,利用生物質(zhì)制備超級電容器的電極材料已成為研究重點(diǎn)。本研究采用常見的農(nóng)作物蔥作為原材料制備超級電容器用活性炭電極材料,并通過不同的處理工藝對活性炭孔隙結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行調(diào)控,得到高性能活性炭的制備方法并為活性炭的孔結(jié)構(gòu)定向調(diào)控提供了有效方案。以蔥為原料,以KOH為活化劑,通過炭化、活化、兩步酸洗方法制備了活性炭ASAC（Acid treatment Scallion-based Activated Carbon）,在堿炭浸漬比為5時(shí)獲得最高比表面積3298.76 m2·g-1和比孔容1.89 cm3·g-1,該條件下活性炭含有少量介孔（2～3 nm）和大量微孔（0.5～0.7 nm）,在雙電極體系6 M KOH電解液中,在1.0 A·g-1電流密度下比電容達(dá)到381.51 F·g-1,經(jīng)過5000次循環(huán)后,電容保持率達(dá)到92.8%。采用乙醇預(yù)處理工藝以增大活性炭材料中介孔數(shù)目,制備出活性炭ESAC（Ethanol pretreatment Scallion-based Activated Carbo... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 超級電容器概述
        1.2.1 超級電容器研究背景
        1.2.2 超級電容器分類及原理
        1.2.3 超級電容器研究現(xiàn)狀
    1.3 活性炭概述
        1.3.1 活性炭結(jié)構(gòu)對電化學(xué)性能的影響
        1.3.2 活性炭制備材料及制備方法
        1.3.3 活性炭研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法及原理
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
    2.3 活性炭的制備
    2.4 超級電容器的制備
    2.5 活性炭表征
        2.5.1 活性炭比表面積及孔隙結(jié)構(gòu)表征
        2.5.2 活性炭表面形貌表征
        2.5.3 活性炭微晶結(jié)構(gòu)表征
        2.5.4 活性炭表面官能團(tuán)表征
    2.6 活性炭電極電化學(xué)性能表征
        2.6.1 恒電流充放電測試
        2.6.2 循環(huán)伏安測試
        2.6.3 交流阻抗測試
        2.6.4 循環(huán)穩(wěn)定性測試
    2.7 本章小結(jié)
第3章 KOH活化法制備蔥基活性炭及其電化學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 制備方法的影響
        3.2.1 兩步酸洗處理的影響
        3.2.2 浸漬比的影響
    3.3 蔥基活性炭表征
        3.3.1 蔥基活性炭的孔結(jié)構(gòu)
        3.3.2 活性炭表面形貌表征
        3.3.3 活性炭微晶結(jié)構(gòu)
        3.3.4 蔥基活性炭的表面官能團(tuán)
    3.4 蔥基活性炭電極電化學(xué)性能
        3.4.1 蔥基活性炭電極的比電容性能
        3.4.2 蔥基活性炭電極的恒電流充放電特性
        3.4.3 蔥基活性炭電極的循環(huán)伏安特性
        3.4.4 蔥基活性炭電極的循環(huán)穩(wěn)定性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 乙醇提取預(yù)處理對蔥基活性炭特性及電化學(xué)性能影響
    4.1 引言
    4.2 乙醇預(yù)處理實(shí)驗(yàn)
    4.3 乙醇預(yù)處理對蔥基活性炭特性的影響
        4.3.1 活性炭的孔結(jié)構(gòu)及比表面積
        4.3.2 活性炭的微觀形貌
        4.3.3 活性炭的微晶結(jié)構(gòu)
        4.3.4 活性炭表面官能團(tuán)
    4.4 乙醇預(yù)處理對蔥基活性炭電極電化學(xué)性能的影響
        4.4.1 活性炭電極比電容和倍率性能
        4.4.2 活性炭電極材料恒電流充放電趨勢
        4.4.3 活性炭電極的循環(huán)伏安特性
        4.4.4 活性炭電極的循環(huán)穩(wěn)定性
    4.5 本章小結(jié)
第5章 高鐵酸鉀活化制備蔥基活性炭及其電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 高鐵酸鉀的活化機(jī)理
    5.3 高鐵酸鉀活化制備蔥基活性炭表征
        5.3.1 活性炭孔結(jié)構(gòu)及比表面積
        5.3.2 活性炭的表面形貌
        5.3.3 活性炭的微晶結(jié)構(gòu)
        5.3.4 活性炭表面官能團(tuán)
    5.4 高鐵酸鉀制備蔥基活性炭電極電化學(xué)性能
        5.4.1 活性炭電極的比電容和倍率性能
        5.4.2 活性炭電極的恒電流充放電特性
        5.4.3 活性炭電極的循環(huán)伏安曲線
        5.4.4 活性炭電極的循環(huán)穩(wěn)定性
        5.4.5 活性炭電極的阻抗性能
        5.4.6 活性炭電極功率密度與能量密度
    5.5 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)及展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究建議
附錄1
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間主要成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]木質(zhì)活性炭的制備及其應(yīng)用[D]. 劉勇剛.湖南大學(xué) 2011
[6]香蒲活性炭的制備及其在染料吸附方面的應(yīng)用[D]. 史倩倩.山東大學(xué) 2010
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本文編號：3643020