新型模板法绿色制备生物质基多孔炭及其超电性能
发布时间：2022-12-04 11:25
多孔炭（PC）具有孔隙丰富、性能稳定的优点,是一种制备超级电容器电极的优异材料。制备PC的方法主要有化学活化法和外加模板法,这些方法存在实验步骤繁琐、污染环境、腐蚀设备等问题。基于此,本论文提出以绿色可回收中性盐以及废弃物本身作模板,辅以生物前驱体自身分解得到的产物为活化剂制备PC材料,并对所得样品的形貌和结构进行表征,研究其作为超电电极材料的电化学性能。得到结果主要如下:1、以木质素为碳源,外加氯化钠为模板,通过低温回流使木质素包覆在氯化钠外层,高温煅烧获得木质素基多孔炭,并研究其作为电极材料在超级电容器中的应用。结果表明,改变煅烧温度可调控所得样品的孔结构,其比表面积在548~600 m~2 g-1之间可变,且随着煅烧温度升高,比表面积和孔体积先增大后减少。700℃煅烧所得样品具有最大的比表面积,并表现出最高的电容性能,其在6 mol L-1 KOH电解液中比电容可达252 F g-1,有效面积电容高达31.2μF cm-2。模板氯化钠可清洗分离并可循环利用,提出了一种废弃物高附加值制备超级电容...
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 多孔炭的简介
1.2 多孔炭的制备与掺杂
1.2.1 前驱体
1.2.1.1 不可再生资源
1.2.1.2 可再生资源
1.2.2 制备方法
1.2.2.1 活化法
1.2.2.2 模板法
1.2.3 多孔炭的杂原子掺杂
1.3 多孔炭材料用作超级电容器电极材料
1.3.1 超级电容器简介
1.3.2 多孔炭基超级电容器性能的影响因素
1.3.2.1 比表面积
1.3.2.2 孔径分布
1.3.2.3 表面性质
1.4 课题选择意义
1.5 仪器、表征以及试剂
1.5.1 仪器
1.5.2 表征手段
1.5.3 实验试剂
2 盐模板诱导木质素基多孔炭的制备及其超级电容器性能
2.1 实验部分
2.1.1 木质素基多孔炭的制备
2.1.2 木质素基/NaCl复合物多孔炭的制备
2.1.3 电极制备及性能测试
2.2 结果讨论
2.3 电化学性能测试
2.4 本章小结
3 自模板法合成氮掺杂分级孔炭及其超级电容器性能
3.1 实验部分
3.1.1 虾壳基多孔炭的制备
3.1.2 电极制备及性能测试
3.2 结果讨论
3.3 电化学性能测试
3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮氧掺杂木质素基炭材料的制备及其电化学性能[J]. 张文,许升,吕宗泽,李志国. 林产化学与工业. 2018(03)
[2]热解自活化法制备生物质基微孔型活性炭（英文）[J]. 孙康,冷昌宇,蒋剑春,卜权,林冠峰,卢辛成,朱光真. 新型炭材料. 2017(05)
[3]生物质木质素分离和结构研究方法进展[J]. 文甲龙,陈天影,孙润仓. 林业工程学报. 2017(05)
[4]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
[5]蟹壳基氮/氧共掺杂多孔炭的原位制备及其超级电容器性能[J]. 马诗瑶,杜慧,耿闯,王扬,庞琳瀚,赵娜,刘筱,郭永泰,曲江英. 应用化学. 2016(11)
[6]超级电容器的应用[J]. 陈雪丹,陈硕翼,乔志军,傅冠生,阮殿波. 储能科学与技术. 2016(06)
[7]葱叶一步法裂解制备多孔炭及其电容性能研究（英文）[J]. 于晶,高利珍,李雪莲,吴超,高丽丽,李长明. 新型炭材料. 2016(05)
[8]超级电容器用高性能石油焦基多孔炭的制备及改性（英文）[J]. 谭明慧,郑经堂,李朋,椿范立,吴明铂. 新型炭材料. 2016(03)
[9]混合盐活化胖大海基多孔炭的制备及超级电容器电极材料性能[J]. 呼小洲,王静,唐靖. 应用化学. 2015(05)
[10]活性炭制备及其活化机理研究进展[J]. 张本镔,刘运权,叶跃元. 现代化工. 2014(03)
本文编号：3708170
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 多孔炭的简介
1.2 多孔炭的制备与掺杂
1.2.1 前驱体
1.2.1.1 不可再生资源
1.2.1.2 可再生资源
1.2.2 制备方法
1.2.2.1 活化法
1.2.2.2 模板法
1.2.3 多孔炭的杂原子掺杂
1.3 多孔炭材料用作超级电容器电极材料
1.3.1 超级电容器简介
1.3.2 多孔炭基超级电容器性能的影响因素
1.3.2.1 比表面积
1.3.2.2 孔径分布
1.3.2.3 表面性质
1.4 课题选择意义
1.5 仪器、表征以及试剂
1.5.1 仪器
1.5.2 表征手段
1.5.3 实验试剂
2 盐模板诱导木质素基多孔炭的制备及其超级电容器性能
2.1 实验部分
2.1.1 木质素基多孔炭的制备
2.1.2 木质素基/NaCl复合物多孔炭的制备
2.1.3 电极制备及性能测试
2.2 结果讨论
2.3 电化学性能测试
2.4 本章小结
3 自模板法合成氮掺杂分级孔炭及其超级电容器性能
3.1 实验部分
3.1.1 虾壳基多孔炭的制备
3.1.2 电极制备及性能测试
3.2 结果讨论
3.3 电化学性能测试
3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮氧掺杂木质素基炭材料的制备及其电化学性能[J]. 张文,许升,吕宗泽,李志国. 林产化学与工业. 2018(03)
[2]热解自活化法制备生物质基微孔型活性炭（英文）[J]. 孙康,冷昌宇,蒋剑春,卜权,林冠峰,卢辛成,朱光真. 新型炭材料. 2017(05)
[3]生物质木质素分离和结构研究方法进展[J]. 文甲龙,陈天影,孙润仓. 林业工程学报. 2017(05)
[4]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
[5]蟹壳基氮/氧共掺杂多孔炭的原位制备及其超级电容器性能[J]. 马诗瑶,杜慧,耿闯,王扬,庞琳瀚,赵娜,刘筱,郭永泰,曲江英. 应用化学. 2016(11)
[6]超级电容器的应用[J]. 陈雪丹,陈硕翼,乔志军,傅冠生,阮殿波. 储能科学与技术. 2016(06)
[7]葱叶一步法裂解制备多孔炭及其电容性能研究（英文）[J]. 于晶,高利珍,李雪莲,吴超,高丽丽,李长明. 新型炭材料. 2016(05)
[8]超级电容器用高性能石油焦基多孔炭的制备及改性（英文）[J]. 谭明慧,郑经堂,李朋,椿范立,吴明铂. 新型炭材料. 2016(03)
[9]混合盐活化胖大海基多孔炭的制备及超级电容器电极材料性能[J]. 呼小洲,王静,唐靖. 应用化学. 2015(05)
[10]活性炭制备及其活化机理研究进展[J]. 张本镔,刘运权,叶跃元. 现代化工. 2014(03)
本文编号：3708170
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