生物质多孔层状碳的制备及超电容行为研究

发布时间：2022-04-28 23:14

　　超级电容器,因其能够瞬间释放较大的功率并且具有较小的危险性,使其在便携式电子设备、混合动力汽车和智能能源系统等方面具有潜在的开发空间。电极材料中活性物质对超级电容器的电荷储存能力起到导向性的功效,在所有碳基材料中,生物质碳材料由于具有特殊的内在结构及丰富的杂原子官能团等优点而被广泛研究。本论文中,以多种生物质为碳源前驱体,通过高温碳化、碱活化、水热活化等方法制备具有独特结构的多孔生物质基碳材料及其复合材料,旨在有效提升其电荷储存能力。以下为主要研究内容及结论:（1）肠衣基分层多孔碳材料（LPACs）的合成及其超电容行为研究。以肠衣为前驱体,通过碳化—KOH活化两步法,制备富氮分层多孔活性碳材料（LPACs）。寻求KOH和LPC质量比对肠衣基碳材料电荷储存能力的影响规律,并探究LPACs的层状结构与其电化学行为之间的构效关系。结果表明,分层多孔碳材料保留了肠衣原有的分层结构,出现大量的孔及孔道,且随着KOH 比例的增大,LPACs的比表面积和平均孔径也增大而氮元素含量减少。独特的孔道相连的分层结构能够提供更多的离子传输通道,加快电荷累积,同时,可以改善电极/电解液界面的接触状态,提高了电... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 超级电容器简介
        1.2.1 超级电容器结构
        1.2.2 超级电容器的储能原理
        1.2.3 超级电容器电极材料
    1.3 生物质碳材料在超级电容器中的应用
        1.3.1 生物质碳基电极材料
        1.3.2 生物质碳基复合电极材料
    1.4 论文选题目的、研究思路和研究内容
        1.4.1 存在的问题
        1.4.2 研究思路
        1.4.3 主要研究内容
第二章 肠衣基分层多孔活性碳的制备及超电容性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 结构表征
        2.3.2 电化学测试
    2.4 本章小结
第三章 芦苇膜基多孔层状活性碳的制备及超电容性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构表征
        3.3.2 电化学测试
    3.4 本章小结
第四章 多孔T-Nb_2O_5/蛋清碳复合材料的制备及电容行为研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构表征
        4.3.2 电化学测试
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
硕士期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电极材料的研究进展[J]. 陈梦华,丰震河,黄英,魏超.  材料开发与应用. 2018(03)
[2]锂离子超级电容器电极材料研究进展[J]. 刘云鹏,李雪,韩颖慧,李乐,齐小涵,宋利黎.  高电压技术. 2018(04)
[3]T-Nb2O5纳米片/N,S共掺杂石墨烯的制备及锂离子混合电容器性能的研究（英文）[J]. 焦新艳,郝青丽,刘鹏,夏锡锋,雷武,刘孝恒.  Science China Materials. 2018(02)
[4]超级电容器的发展及应用现状[J]. 黄晓斌,张熊,韦统振,齐智平,马衍伟.  电工电能新技术. 2017(11)
[5]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai.  National Science Review. 2017(03)
[6]超级电容器的现状及发展趋势[J]. 余丽丽,朱俊杰,赵景泰.  自然杂志. 2015(03)

硕士论文
[1]锰氧化物基复合材料的设计、制备及超电容性能的研究[D]. 李俞.扬州大学 2018
[2]生物质基活性碳材料的制备及电化学性能的研究[D]. 臧锐.南京航空航天大学 2016
[3]高性能水系不对称超级电容器新型负极材料的研究[D]. 李博.南京理工大学 2015



本文编号：3649727