蚕沙碳材料的制备及其电容器特性的研究
发布时间：2020-12-26 22:37
天然生物质蚕沙是一种可再生的碳源材料。本文研究了不同工艺条件制备蚕沙碳材料用于超级电容器中的电容特性。主要内容如下:（1）蚕沙碳的制备:生物质原材料蚕沙在惰性气氛下碳化,然后采用氢氧化钾活化处理,制备超级电容器电极材料。分别探究了碳化温度,碳化时间,活化温度,活化时间,碱碳比,惰性气体保护气等不同的工艺条件对蚕沙碳材料的表面结构、物理性能的影响。采用热重分析、XRD、XPS、BET、SEM、TEM等手段分析蚕沙碳材料的表面结构和性质。（2）电容特性研究:将所制备的蚕沙碳材料用作超级电容器电极材料,通过三电极体系分别测试在1mol/L Li2SO4、1 mol/L Na2SO4和6mol/L KOH电解液中蚕沙碳材料电极的循环伏安、直流充放电以及交流阻抗等电化学性能的影响,确立制备蚕沙碳材料的最佳工艺条件。热重分析研究表明:生物质原材料蚕沙其碳化过程主要包括自由水蒸发,结合水析出,热解以及缓慢失重四个阶段。在370℃-500℃之间发生相变,此阶段纤维素和木质素发生热分解,C-O,C-C键断裂。在600℃开始,到最后900℃发生缓慢失重,蚕沙总失重率为90%。不同碳化温度的蚕沙XRD分析表...
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双电层电容器
上海应用技术大学硕士学位论文第3页图1.2法拉第赝电容器Fig.1.2Faradaytantalumcapacitor1.3.2.3混合型超级电容器而混合型超级电容器主要是通过静电作用和氧化还原反应共同储能。图1.3混合型超级电容器Fig.1.3Hybridsupercapacitor1.3.3超级电容器的应用1.3.3.1运输业超级电容器广泛应于运输行业中，主要用于公交车和大货车动力，不但节省成本，提高了动力，并且减少了环境污染[40-41]。1.3.3.2工业（1）老式手电筒充电慢，需要几个小时，使用时间短，而将超级电容器应用于手电筒中，不但能够快充，而且寿命也得到了提高。（2）超级电容器应用于直流屏储能系统能而用于发电厂，变电站等不但能够降低成本，还能提高使用寿命，减少仪器故障[42-43]。1.3.3.3再生能源（1）太阳能储能系统中使用超级电容器能够很好的降低安全隐患，保障生命安全。（2）超级电容器应用于风能储能系统中，充电时间短，循环寿命长，安全。1.3.4超级电容器常用电极材料1.3.4.1碳材料双电层电容器的适用材料主要为碳材料，常见的碳材料分别为活性炭[44]、碳纳米管[45]、碳气凝胶[46]、石墨烯[47]等。
上海应用技术大学硕士学位论文第3页图1.2法拉第赝电容器Fig.1.2Faradaytantalumcapacitor1.3.2.3混合型超级电容器而混合型超级电容器主要是通过静电作用和氧化还原反应共同储能。图1.3混合型超级电容器Fig.1.3Hybridsupercapacitor1.3.3超级电容器的应用1.3.3.1运输业超级电容器广泛应于运输行业中，主要用于公交车和大货车动力，不但节省成本，提高了动力，并且减少了环境污染[40-41]。1.3.3.2工业（1）老式手电筒充电慢，需要几个小时，使用时间短，而将超级电容器应用于手电筒中，不但能够快充，而且寿命也得到了提高。（2）超级电容器应用于直流屏储能系统能而用于发电厂，变电站等不但能够降低成本，还能提高使用寿命，减少仪器故障[42-43]。1.3.3.3再生能源（1）太阳能储能系统中使用超级电容器能够很好的降低安全隐患，保障生命安全。（2）超级电容器应用于风能储能系统中，充电时间短，循环寿命长，安全。1.3.4超级电容器常用电极材料1.3.4.1碳材料双电层电容器的适用材料主要为碳材料，常见的碳材料分别为活性炭[44]、碳纳米管[45]、碳气凝胶[46]、石墨烯[47]等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质衍生炭材料的多维结构设计及其超级电容器研究进展[J]. 时君友. 北华大学学报(自然科学版). 2019(05)
[2]猕猴桃果皮制备杂原子掺杂多孔碳材料及其超电性能研究[J]. 刘留,谭周亮,张福平,吕银,魏婷婷,陈龙,郭旭虹,史玉琳. 石河子大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]生物质衍生碳材料在超级电容器中的应用[J]. 谢召瑞,李晓洁,盛荣,明泽,匡永琪,王琳,胡晓炜. 云南化工. 2019(01)
[4]基于生物质废料玉米秸秆多孔碳的合成、表征及电容性能研究[J]. 郑修成,冯翠宁,朱艳萍,李宁,关新新. 信阳师范学院学报(自然科学版). 2019(01)
[5]百合生物质碳材料的制备及其电化学性能研究[J]. 李志敏,王倩,王成娟,王圣伟,胡中爱. 西北师范大学学报(自然科学版). 2018(06)
[6]基于柳絮的生物质活性炭制备及电容性能的研究[J]. 林烨,姚路,吴登鹏,张亚非. 电子元件与材料. 2018(10)
[7]生物质衍生多孔碳材料的制备及电化学应用[J]. 刘鑫鑫,马洪芳,王晓丹,何艳贞,陈张豪. 齐鲁工业大学学报. 2018(04)
[8]生物质衍生硬炭在电化学储能系统中的应用[J]. 易震,李玲芳,范长岭,张翔. 人工晶体学报. 2018(08)
[9]以橘子皮为原料制备生物质炭及其对Cr(VI)的吸附性能研究[J]. 谢叔媚,张莹,徐建军,王丽. 湖北工程学院学报. 2017(06)
[10]氢氧化钾活化制备超级电容器多孔碳电极材料[J]. 叶江林,朱彦武. 电化学. 2017(05)
博士论文
[1]生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究[D]. 张晓华.太原理工大学 2019
硕士论文
[1]基于蚕砂制备氮磷硫自掺杂纳米碳材料及其电化学性能研究[D]. 陈联富.南昌大学 2017
[2]菠萝皮渣生物质炭对土壤中土霉素的去除效应及毒性影响研究[D]. 符博敏.海南大学 2017
[3]超级电容器用竹基活性炭的制备及其电化学性能的研究[D]. 陈名柱.湖南大学 2011
本文编号：2940564
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双电层电容器
上海应用技术大学硕士学位论文第3页图1.2法拉第赝电容器Fig.1.2Faradaytantalumcapacitor1.3.2.3混合型超级电容器而混合型超级电容器主要是通过静电作用和氧化还原反应共同储能。图1.3混合型超级电容器Fig.1.3Hybridsupercapacitor1.3.3超级电容器的应用1.3.3.1运输业超级电容器广泛应于运输行业中，主要用于公交车和大货车动力，不但节省成本，提高了动力，并且减少了环境污染[40-41]。1.3.3.2工业（1）老式手电筒充电慢，需要几个小时，使用时间短，而将超级电容器应用于手电筒中，不但能够快充，而且寿命也得到了提高。（2）超级电容器应用于直流屏储能系统能而用于发电厂，变电站等不但能够降低成本，还能提高使用寿命，减少仪器故障[42-43]。1.3.3.3再生能源（1）太阳能储能系统中使用超级电容器能够很好的降低安全隐患，保障生命安全。（2）超级电容器应用于风能储能系统中，充电时间短，循环寿命长，安全。1.3.4超级电容器常用电极材料1.3.4.1碳材料双电层电容器的适用材料主要为碳材料，常见的碳材料分别为活性炭[44]、碳纳米管[45]、碳气凝胶[46]、石墨烯[47]等。
上海应用技术大学硕士学位论文第3页图1.2法拉第赝电容器Fig.1.2Faradaytantalumcapacitor1.3.2.3混合型超级电容器而混合型超级电容器主要是通过静电作用和氧化还原反应共同储能。图1.3混合型超级电容器Fig.1.3Hybridsupercapacitor1.3.3超级电容器的应用1.3.3.1运输业超级电容器广泛应于运输行业中，主要用于公交车和大货车动力，不但节省成本，提高了动力，并且减少了环境污染[40-41]。1.3.3.2工业（1）老式手电筒充电慢，需要几个小时，使用时间短，而将超级电容器应用于手电筒中，不但能够快充，而且寿命也得到了提高。（2）超级电容器应用于直流屏储能系统能而用于发电厂，变电站等不但能够降低成本，还能提高使用寿命，减少仪器故障[42-43]。1.3.3.3再生能源（1）太阳能储能系统中使用超级电容器能够很好的降低安全隐患，保障生命安全。（2）超级电容器应用于风能储能系统中，充电时间短，循环寿命长，安全。1.3.4超级电容器常用电极材料1.3.4.1碳材料双电层电容器的适用材料主要为碳材料，常见的碳材料分别为活性炭[44]、碳纳米管[45]、碳气凝胶[46]、石墨烯[47]等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质衍生炭材料的多维结构设计及其超级电容器研究进展[J]. 时君友. 北华大学学报(自然科学版). 2019(05)
[2]猕猴桃果皮制备杂原子掺杂多孔碳材料及其超电性能研究[J]. 刘留,谭周亮,张福平,吕银,魏婷婷,陈龙,郭旭虹,史玉琳. 石河子大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]生物质衍生碳材料在超级电容器中的应用[J]. 谢召瑞,李晓洁,盛荣,明泽,匡永琪,王琳,胡晓炜. 云南化工. 2019(01)
[4]基于生物质废料玉米秸秆多孔碳的合成、表征及电容性能研究[J]. 郑修成,冯翠宁,朱艳萍,李宁,关新新. 信阳师范学院学报(自然科学版). 2019(01)
[5]百合生物质碳材料的制备及其电化学性能研究[J]. 李志敏,王倩,王成娟,王圣伟,胡中爱. 西北师范大学学报(自然科学版). 2018(06)
[6]基于柳絮的生物质活性炭制备及电容性能的研究[J]. 林烨,姚路,吴登鹏,张亚非. 电子元件与材料. 2018(10)
[7]生物质衍生多孔碳材料的制备及电化学应用[J]. 刘鑫鑫,马洪芳,王晓丹,何艳贞,陈张豪. 齐鲁工业大学学报. 2018(04)
[8]生物质衍生硬炭在电化学储能系统中的应用[J]. 易震,李玲芳,范长岭,张翔. 人工晶体学报. 2018(08)
[9]以橘子皮为原料制备生物质炭及其对Cr(VI)的吸附性能研究[J]. 谢叔媚,张莹,徐建军,王丽. 湖北工程学院学报. 2017(06)
[10]氢氧化钾活化制备超级电容器多孔碳电极材料[J]. 叶江林,朱彦武. 电化学. 2017(05)
博士论文
[1]生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究[D]. 张晓华.太原理工大学 2019
硕士论文
[1]基于蚕砂制备氮磷硫自掺杂纳米碳材料及其电化学性能研究[D]. 陈联富.南昌大学 2017
[2]菠萝皮渣生物质炭对土壤中土霉素的去除效应及毒性影响研究[D]. 符博敏.海南大学 2017
[3]超级电容器用竹基活性炭的制备及其电化学性能的研究[D]. 陈名柱.湖南大学 2011
本文编号：2940564
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