亚麻纤维素基超级电容器电极碳材料的制备及其性能研究
发布时间：2021-08-19 23:07
多孔碳材料具有来源丰富、环境友好、大孔隙网络、高比表面积、可控孔隙率以及相对低密度等特点,在能源存储和能源转换领域的应用中表现出巨大的潜力。超级电容器由于其稳定性好,使用寿命长,高的功率密度以及绿色环保,被认为是潜在的最有发展前景的储能装置。本研究合理利用大自然中可再生的、可生物降解的、储量丰富的纤维素类材料—亚麻纤维,制备具有丰富孔隙结构的多孔碳材料,并探究其应用于超级电容器电极的可能性。论文主要从以下三方面进行展开研究:1、打浆是造纸过程中最重要的工艺之一,适当的打浆能使浆料纤维分丝帚化,提升其吸水润胀性。分别以打浆度为40、60、80°SR的漂白亚麻浆为碳前躯体,KOH和尿素作为活化剂和掺杂物质,并且以混配水溶液的方式被亚麻纤维吸收。然后冷冻干燥,高温活化得到活性多孔碳材料（APCs）。结果显示,随着打浆度的上升,碳材料比表面积和孔体积逐渐增加,表面掺杂元素含量升高,其中APC-60具有最佳电化学性能。2、利用NaOH/尿素水溶液溶解亚麻纤维得到纤维素溶液,然后经凝胶、冷冻干燥得到纤维素气凝胶,含有NaOH、尿素的纤维素气凝胶自活化得到纤维素基N掺杂分层多孔碳气凝胶。并且通过改变...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素分子结构
图 1-2 纤维素基水凝胶的应用igure 1-2 Applications of cellulose-based hydrogel[凝胶隙率高、比表面积大、密度小并且充满气态分ler[32]成功研制出了气凝胶，并且首次对气凝胶作代原有三维互穿结构中的液体，仍保留其三维气凝胶研制的开端。根据基体材料的不同，可杂化复合气凝胶[33]。随着科研工作者的不懈努用，如吸附、催化、能源存储和转换、隔热、。天然、可再生、来源丰富、可生物降解的绿色
基于孔宽度的 IUPAC 孔隙分类; （b）典型分层多孔结构中离a) IUPAC classifications of pores based on pore width. (b) Schemaof an ion diffusion pattern in a typical hierarchical porous structure碳材料的制备表 1-2 多孔碳材料的原料Table 1-2 Raw materials of porous carbon 品种 木材、稻麦壳[39]、果皮、果核、木质炭、椰子壳[40]、剑秆、棉花[42]、甘蔗渣[43]、西瓜[44]、冬瓜[45]、南瓜[46]、废 烟煤、泥煤、无烟煤、煤沥青等料 石油焦、石油渣、石油沥青、油渣地沥青等
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔碳材料的研究进展[J]. 王同洲,王鸿. 中国科学:化学. 2019(05)
[2]不同用途亚麻的研究进展[J]. 张雪,徐立群,王庆峰,李庆鹏,王世发,韩玉珠. 东北农业科学. 2018(05)
[3]纤维素基气凝胶的制备及功能材料构建[J]. 刘亚迪,裴莹,郑学晶,汤克勇. 高分子通报. 2018(09)
[4]超级电容器中碳电极材料的制备及其应用[J]. 刘立平,周林宗,张佑云,李春. 云南化工. 2018(09)
[5]我国能源消费现状及其优化策略[J]. 王倩. 商业经济研究. 2018(17)
[6]面向可实用超级电容器的致密化碳材料研究（英文）[J]. 吴水林,朱彦武. Science China Materials. 2017(01)
[7]纤维素资源与再生纤维素纤维的研发动向[J]. 纺织科技进展. 2016(07)
[8]DMSO/TEAC溶剂体系纺制纤维素纤维的研究[J]. 肖长发. 纺织学报. 1994(03)
博士论文
[1]直接碳化法制备多孔碳与碳纳米管阵列及其性能研究[D]. 王昀.吉林大学 2016
[2]α—纤维素膜的制备、性能及应用研究[D]. 吴江.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]纤维素/碱尿素水溶液的制备与再生及其流动行为特征研究[D]. 马红燕.华南理工大学 2018
[2]生物质碳基超级电容器电极材料制备及性能[D]. 刘天一.北京化工大学 2016
[3]天然高分子基交联水凝胶的制备与性能[D]. 鲍登山.华南理工大学 2014
[4]纤维素在氢氧化钠/硫脲/尿素水溶液中的溶解及溶液性质的研究[D]. 查纯喜.东华大学 2007
本文编号：3352308
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素分子结构
图 1-2 纤维素基水凝胶的应用igure 1-2 Applications of cellulose-based hydrogel[凝胶隙率高、比表面积大、密度小并且充满气态分ler[32]成功研制出了气凝胶，并且首次对气凝胶作代原有三维互穿结构中的液体，仍保留其三维气凝胶研制的开端。根据基体材料的不同，可杂化复合气凝胶[33]。随着科研工作者的不懈努用，如吸附、催化、能源存储和转换、隔热、。天然、可再生、来源丰富、可生物降解的绿色
基于孔宽度的 IUPAC 孔隙分类; （b）典型分层多孔结构中离a) IUPAC classifications of pores based on pore width. (b) Schemaof an ion diffusion pattern in a typical hierarchical porous structure碳材料的制备表 1-2 多孔碳材料的原料Table 1-2 Raw materials of porous carbon 品种 木材、稻麦壳[39]、果皮、果核、木质炭、椰子壳[40]、剑秆、棉花[42]、甘蔗渣[43]、西瓜[44]、冬瓜[45]、南瓜[46]、废 烟煤、泥煤、无烟煤、煤沥青等料 石油焦、石油渣、石油沥青、油渣地沥青等
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔碳材料的研究进展[J]. 王同洲,王鸿. 中国科学:化学. 2019(05)
[2]不同用途亚麻的研究进展[J]. 张雪,徐立群,王庆峰,李庆鹏,王世发,韩玉珠. 东北农业科学. 2018(05)
[3]纤维素基气凝胶的制备及功能材料构建[J]. 刘亚迪,裴莹,郑学晶,汤克勇. 高分子通报. 2018(09)
[4]超级电容器中碳电极材料的制备及其应用[J]. 刘立平,周林宗,张佑云,李春. 云南化工. 2018(09)
[5]我国能源消费现状及其优化策略[J]. 王倩. 商业经济研究. 2018(17)
[6]面向可实用超级电容器的致密化碳材料研究（英文）[J]. 吴水林,朱彦武. Science China Materials. 2017(01)
[7]纤维素资源与再生纤维素纤维的研发动向[J]. 纺织科技进展. 2016(07)
[8]DMSO/TEAC溶剂体系纺制纤维素纤维的研究[J]. 肖长发. 纺织学报. 1994(03)
博士论文
[1]直接碳化法制备多孔碳与碳纳米管阵列及其性能研究[D]. 王昀.吉林大学 2016
[2]α—纤维素膜的制备、性能及应用研究[D]. 吴江.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2002
硕士论文
[1]纤维素/碱尿素水溶液的制备与再生及其流动行为特征研究[D]. 马红燕.华南理工大学 2018
[2]生物质碳基超级电容器电极材料制备及性能[D]. 刘天一.北京化工大学 2016
[3]天然高分子基交联水凝胶的制备与性能[D]. 鲍登山.华南理工大学 2014
[4]纤维素在氢氧化钠/硫脲/尿素水溶液中的溶解及溶液性质的研究[D]. 查纯喜.东华大学 2007
本文编号：3352308
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