木质素基碳铁复合纳米碳纤维在超级电容器电极材料的应用
发布时间：2021-02-24 07:28
木质素作为自然界中在总量上仅次于纤维素的第二大天然高分子物质,且是自然界中唯一能大量提供可再生芳基化合物的非石油基资源,被认为是碳材料的合适原料。以毛竹乙酸木质素为主要原料作为碳源,以乙酰丙酮铁作为过渡金属氧化物的前体物质,以聚乙烯吡咯烷酮作为开孔剂,以苯乙烯丙烯腈共聚物作为芯层物质,通过静电纺丝和同轴静电纺丝法制备复合纳米纤维,再通过预氧化、碳化处理获得具有多孔、中空和两者兼具的碳铁复合纳米碳纤维。通过热重分析仪（TG）研究复合纳米纤维原纤热力学性质;通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）研究复合纳米碳纤维的微观形貌;通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）研究复合纳米碳纤维的碳层有序度以及铁氧物颗粒组成;通过比表面积分析仪研究复合纳米碳纤维的比表面积和孔径分布。将制备的复合纳米碳纤维做为超级电容器电极材料的活性物质,通过循环伏安测试、恒流充放电测试及电化学阻抗谱测试等方法研究其做为电极材料的机理反应、比电容大小、阻抗大小及循环性能。结果表明:1.以聚乙烯吡咯烷酮做为开孔剂制备的木质素基多孔纳米碳纤维（Lignin-based p...
【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】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1双电层电容器工作原理示意图
图 1-2 赝电容工作原理示意图Fig 1-2 the schematic of pseudocapacito容器的双电层电容器和赝电容器，第其中，相比于双电层电容器，混合电率密度。因此，混合电容器被认为是最进展器的核心组成部分，决定了电容器的电解液界面之间，为了提高超级电容的选择。此外，纳米结构的电极材料离来提高活性材料的电容和速率性能属氧化物和导电聚合物材料。的电极材料是由多孔碳材料组成。这
华南理工大学硕士学位论文2.2.2 木质素基多孔纳米碳纤维的制备.2.2.1 配制纺丝液将精制后的乙酸木质素(AAL)与聚氧化乙烯（PEO）以质量比 19：1 的比例溶于 -二甲基甲酰胺中，置于 70oC 水浴锅中加热搅拌 30min 后制备得到质量分数为 30%分子混合溶液，之后加入质量分数为 AAL 和 PEO 总质量的 20%的聚乙烯吡咯烷PVP），置于 70oC 水浴锅中加热搅拌 30 min，再分别加入质量分数为 AAL 及 PEO量的 5%，10%，15%，20%，25%的乙酰丙酮铁（AAI），并继续置于水浴锅中加热直至混合均匀，静置 24h，制得所需 AAL/PEO/PVP/AAI 混合纺丝液。.2.2.2 静电纺丝制备木质素基纳米纤维
【参考文献】：
期刊论文
[1]半纤维素基功能材料的研究进展[J]. 周帅,苗庆显,黄六莲,陈礼辉. 林产化学与工业. 2017(06)
[2]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)
[3]碳纤维研究及发展现状[J]. 唐佳,陈玉祥. 化工设计通讯. 2017(10)
[4]碳纤维的发展及其应用现状[J]. 张健,揣雪冰. 化工管理. 2017(23)
[5]木质素转化制备化学品研究进展[J]. 孙书晶,骆立钢,曾琴. 山东化工. 2017(12)
[6]中空碳纤维研究现状及应用[J]. 刘先凤,李好义,谭晶,沙扬,曹维宇,杨涛,杨卫民. 化工新型材料. 2017(06)
[7]生物质能源的利用及研究进展[J]. 朱冬梅,张红兵. 产业与科技论坛. 2017(10)
[8]超级电容器电极材料与电解液的研究进展[J]. 焦琛,张卫珂,苏方远,杨宏艳,刘瑞祥,陈成猛. 新型炭材料. 2017(02)
[9]基于碳材料的超级电容器电极材料的研究[J]. 李雪芹,常琳,赵慎龙,郝昌龙,陆晨光,朱以华,唐智勇. 物理化学学报. 2017(01)
[10]纳米纤维素的制备及其复合材料的应用研究进展[J]. 张思航,付润芳,董立琴,顾迎春,陈胜. 中国造纸. 2017(01)
硕士论文
[1]木质素基复合碳纳米纤维应用于电化学电容器电极材料的研究[D]. 王林萍.华南理工大学 2016
[2]木质素基铁氧物复合碳纳米纤维吸波材料的制备与应用[D]. 孙宇翔.华南理工大学 2014
[3]超级电容器用新型多孔碳材料的制备及其电化学性能研究[D]. 吴春.湘潭大学 2014
本文编号：3049018
【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】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1双电层电容器工作原理示意图
图 1-2 赝电容工作原理示意图Fig 1-2 the schematic of pseudocapacito容器的双电层电容器和赝电容器，第其中，相比于双电层电容器，混合电率密度。因此，混合电容器被认为是最进展器的核心组成部分，决定了电容器的电解液界面之间，为了提高超级电容的选择。此外，纳米结构的电极材料离来提高活性材料的电容和速率性能属氧化物和导电聚合物材料。的电极材料是由多孔碳材料组成。这
华南理工大学硕士学位论文2.2.2 木质素基多孔纳米碳纤维的制备.2.2.1 配制纺丝液将精制后的乙酸木质素(AAL)与聚氧化乙烯（PEO）以质量比 19：1 的比例溶于 -二甲基甲酰胺中，置于 70oC 水浴锅中加热搅拌 30min 后制备得到质量分数为 30%分子混合溶液，之后加入质量分数为 AAL 和 PEO 总质量的 20%的聚乙烯吡咯烷PVP），置于 70oC 水浴锅中加热搅拌 30 min，再分别加入质量分数为 AAL 及 PEO量的 5%，10%，15%，20%，25%的乙酰丙酮铁（AAI），并继续置于水浴锅中加热直至混合均匀，静置 24h，制得所需 AAL/PEO/PVP/AAI 混合纺丝液。.2.2.2 静电纺丝制备木质素基纳米纤维
【参考文献】：
期刊论文
[1]半纤维素基功能材料的研究进展[J]. 周帅,苗庆显,黄六莲,陈礼辉. 林产化学与工业. 2017(06)
[2]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)
[3]碳纤维研究及发展现状[J]. 唐佳,陈玉祥. 化工设计通讯. 2017(10)
[4]碳纤维的发展及其应用现状[J]. 张健,揣雪冰. 化工管理. 2017(23)
[5]木质素转化制备化学品研究进展[J]. 孙书晶,骆立钢,曾琴. 山东化工. 2017(12)
[6]中空碳纤维研究现状及应用[J]. 刘先凤,李好义,谭晶,沙扬,曹维宇,杨涛,杨卫民. 化工新型材料. 2017(06)
[7]生物质能源的利用及研究进展[J]. 朱冬梅,张红兵. 产业与科技论坛. 2017(10)
[8]超级电容器电极材料与电解液的研究进展[J]. 焦琛,张卫珂,苏方远,杨宏艳,刘瑞祥,陈成猛. 新型炭材料. 2017(02)
[9]基于碳材料的超级电容器电极材料的研究[J]. 李雪芹,常琳,赵慎龙,郝昌龙,陆晨光,朱以华,唐智勇. 物理化学学报. 2017(01)
[10]纳米纤维素的制备及其复合材料的应用研究进展[J]. 张思航,付润芳,董立琴,顾迎春,陈胜. 中国造纸. 2017(01)
硕士论文
[1]木质素基复合碳纳米纤维应用于电化学电容器电极材料的研究[D]. 王林萍.华南理工大学 2016
[2]木质素基铁氧物复合碳纳米纤维吸波材料的制备与应用[D]. 孙宇翔.华南理工大学 2014
[3]超级电容器用新型多孔碳材料的制备及其电化学性能研究[D]. 吴春.湘潭大学 2014
本文编号：3049018
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