偏氯乙烯共聚物的合成及其炭化物的吸附和电化学性质

发布时间：2021-06-11 16:05

　　多级多孔炭（HPC）是兼具微孔炭高比表面积和中孔/大孔炭孔隙尺寸大等特点的新型炭素材料,在超级电容器电极材料制备、污染物快速脱吸附和工业催化方面具有良好的应用前景。HPC主要制备方法有硬模板、软模板、模板／活化结合和无模板法,其中采用硬模板法可制备比表面积大、孔隙结构可控的HPC,但制备工艺繁琐。软模板法利用聚合物或聚合物嵌段的热解致孔特性,省略了高温炭化后模板剂的脱除步骤,成为人们研究的重点。本文以不同组成和不同序列结构的偏氯乙烯共聚物为前驱体,以聚丙烯酸丁酯或聚苯乙烯链段为软模板,通过一步高温炭化制备HPC,研究了可逆加成-断裂链转移（RAFT）自由基聚合合成偏氯乙烯嵌段共聚物、偏氯乙烯共聚物结构与多孔炭结构的关系、及多孔炭结构与其吸附和电化学特性的关系。首先,采用RAFT乳液聚合法制备了具有不同嵌段组成比的聚偏氯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯（PVDC-b-PBA）共聚物,并考察了共聚物的平均分子量及分子量分布、相态结构和热解特性。结果表明PVDC-b-PBA共聚物的分子量分布较窄（<1.9）且呈单峰对称分布,说明聚合过程受RAFT机理控制,同时聚合物乳液粒径较小且粒径分布较窄。采... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 前言
2 文献综述
    2.1 多孔炭简介
    2.2 多级多孔炭的制备
        2.2.1 模板法
            2.2.1.1 硬模板法
            2.2.1.2 软模板法
            2.2.1.3 软硬模板结合法
        2.2.2 模板/活化结合法
        2.2.3 无模板法
    2.3 偏氯乙烯共聚物基多级多孔炭的制备
        2.3.1 活化法
        2.3.2 硬模板法
        2.3.3 软模板法
    2.4 多级多孔炭的吸附和电化学特性
        2.4.1 吸附性质
        2.4.2 电化学特性
            2.4.2.1 多级多孔炭电极的制备
            2.4.2.2 电化学性能表征
    2.5 课题的提出
3 偏氯乙烯-丙烯酸丁酯嵌段共聚物合成、结构及成炭性质
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 RAFT试剂的制备
            3.2.2.1 小分子RAFT试剂的合成
            3.2.2.2 大分子RAFT试剂PAA_(29)-b-PS_(12)-TTCA的合成
        3.2.3 PVDC-b-PBA共聚物的合成
            3.2.3.1 PVDC-TTCA乳液的合成
            3.2.3.2 PVDC-b-PBA乳液的合成
        3.2.4 PVDC-b-PBA共聚物的炭化
        3.2.5 聚合物和多孔炭结构的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 RAFT试剂的合成和表征
        3.3.2 VDC-MA单体RAFT乳液共聚合
        3.3.3 PVDC-b-PBA共聚物的合成
        3.3.4 PVDC-b-PBA共聚物的微相结构
        3.3.5 PVDC-b-PBA共聚物的热解行为
        3.3.6 PVDC-b-PBA共聚物基炭材料的形貌和孔结构
    3.4 小结
4 偏氯乙烯-苯乙烯共聚物的合成及成炭性质
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 PVDC-b-PS共聚物胶囊的制备
        4.2.3 PVDC-g-PS共聚物的制备
        4.2.4 PVDC-PS共聚物的炭化
        4.2.5 聚合物和多孔炭的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 活性PS的合成和表征
            4.3.1.1 少量AA单体的加入对制备PS胶囊的影响
            4.3.1.2 St/HD质量比对制备PS胶囊的影响
            4.3.1.3 大分子RAFT试剂浓度对制备PS胶囊的影响
        4.3.2 PVDC-b-PS共聚物胶囊的合成和表征
            4.3.2.1 加入DVB交联剂对制备PVDC-b-PS共聚物胶囊的影响
        4.3.3 PVDC-PS基多孔炭的表面形貌SEM和孔结构
    4.4 小结
5 偏氯乙烯共聚物基多孔炭的吸附性质
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 吸附性质的测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 标准曲线的拟合
            5.3.1.1 低浓度下烷基溴化铵溶液电导率和浓度的关系
        5.3.2 VDC共聚物基多孔炭的吸附特性
            5.3.2.1 PVDC-b-PBA共聚物基多孔炭的吸附能力
            5.3.2.2 PVDC-PS共聚物基多孔炭的吸附特性
    5.4 小结
6 偏氯乙烯共聚物基多孔炭的电化学特性
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 多孔炭电极的制备
        6.2.2 三电极电池体系的搭建
        6.2.3 循环伏安和恒电流充放电测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 PVDC-b-PBA共聚物基多孔炭的电化学性质
            6.3.1.1 循环伏安性能
            6.3.1.2 恒电流充放电性能
        6.3.2 PVDC-PS基多孔炭的电化学性质
            6.3.2.1 循环伏安特性
            6.3.2.2 恒电流充放电性能
    6.4 小结
7 结论和展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]含氮多孔炭的制备及其在二氧化碳吸附中的应用[J]. 钱旦,郝广平,李文翠.  新型炭材料. 2013(04)
[2]煤制备新型先进炭材料的应用研究[J]. 传秀云,鲍莹.  煤炭学报. 2013(S1)
[3]偏氯乙烯聚合物基多孔炭的制备及应用研究进展[J]. 吴启强,雷衍庆,包永忠.  化工生产与技术. 2011(03)
[4]偏氯乙烯共聚物/纳米水滑石复合材料及多孔炭的制备与表征[J]. 吴启强,包永忠.  化工学报. 2011(04)
[5]壳聚糖制备多孔炭及其在电化学超级电容器中的应用(英文)[J]. 季倩倩,郭培志,赵修松.  物理化学学报. 2010(05)
[6]多孔炭材料在二氧化钛光催化水处理中的应用[J]. 张金岭,鲍旭晨,代晓东,阎子峰.  分子催化. 2009(06)
[7]以石油渣油为原料制备多孔炭[J]. 李灿,黄正宏,张江南,康飞宇,梁吉锋.  材料科学与工程学报. 2009(03)
[8]新型储能元件综述——超级电容及其应用[J]. 周新民,孙晖.  变频器世界. 2009(06)
[9]超级电容器在电动汽车上的应用[J]. 张杜鹊,欧阳海,胡欢.  汽车工程师. 2009(06)
[10]超级电容器在电动汽车上应用的研究进展[J]. 许检红,王然,陈经坤,王勇.  电池工业. 2008(05)

博士论文
[1]基于偏氯乙烯嵌段共聚物的多级多孔炭的制备、结构和电化学性能[D]. 杨杰.浙江大学 2014
[2]高能量密度超级电容器的电极材料研究[D]. 翟登云.清华大学 2011



本文编号：3224849