生物质基碳材料的表面修饰及其电化学性能研究
发布时间：2021-05-17 11:26
生物质用于制备纳米功能碳材料,由于其可持续性和可再生性而备受关注。超级电容器作为一种关键的储能装置,要求活性电极材料具有较高的比表面积,相互连通的多孔结构和优良的电子导电性。然而,由于生物质本身固有的牢固的微观结构,很难对生物合成碳的孔道结构进行优化,从而限制了生物质碳的广泛应用。如何进一步优化生物质碳的孔结构来制备高性能超级电容器用电极材料仍然是一个巨大的挑战。自然界中植物通过叶子有效提高了与空气可接触表面积,从而吸收更多的二氧化碳进行光合作用。受此启发,我们在生物质碳的表面上嫁接带有丰富的短孔和良好的电导率的类叶片单元来增加生物质碳的表面积供离子吸附,从而提高超级电容器的性能。本文,多孔碳纳米片作为类叶状单元被嫁接到生物质碳表面,来修饰生物质碳的表面,制备超级电容器用多孔碳纳米片/生物质碳复合材料（porous carbon nanosheets/biomass-derived carbon,PCNS/BC）。主要内容如下:（1）多孔碳纳米片/稻壳碳复合材料是通过将煤沥青基多孔碳纳米片嫁接到稻壳碳表面来提高稻壳碳的功能。多孔碳纳米片/稻壳碳复合材料的比表面积达到3120 m
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 超级电容器的简介
1.2.1 双电层电容器的储能机理
1.2.2 赝电容器的储能机理
1.2.3 混合电化学电容器的储能机理
1.3 双电层电容器的结构和组成
1.3.1 双电层电容器的结构
1.3.2 双电层电容器用碳基材料
1.3.3 双电层电容器用电解液
1.4 本文选题背景思路及研究内容
1.4.1 选题背景
1.4.2 本文思路
1.4.3 研究内容
第二章 实验
2.1 试剂,原料及仪器
2.1.1 试剂和原料
2.1.2 实验仪器
2.2 原料及碳材料表征方法
2.2.1 工业分析
2.2.2 多孔碳材料孔结构分析
2.2.3 场发射扫描电镜
2.2.4 透射电镜
2.2.5 拉曼光谱分析
2.2.6 X射线衍射分析
2.2.7 X射线光电子能谱分析
2.3 电化学性能测试
2.3.1 循环伏安测试
2.3.2 恒流充放电测试
2.3.3 交流阻抗谱测试
第三章 煤沥青基多孔碳片修饰稻壳碳及其电化学性能
3.1 实验部分
3.1.1 PCNS/RHCs的制备
3.1.2 PCNS/RHCs电极的制备及组装
3.2 结果与讨论
3.2.1 稻壳的工业分析
3.2.2 PCNS/RHCs形成机理图
3.2.3 TEM和FESEM图分析
3.2.4 PCNS/RHC材料结构与组分分析
3.2.5 PCNS/RHC材料电化学性能测试
3.3 本章小结
第四章 煤焦油基多孔碳片修饰稻壳基碳及其电化学性能
4.1 实验部分
4.1.1 PCNS/RHCs的制备
4.1.2 PCNS/RHCs电极的制备及组装
4.2 结果与讨论
4.2.1 PCNS/RHCs形成机理图
4.2.2 FESEM图分析
4.2.3 TEM图分析
4.2.4 氮气吸脱附
4.2.5 拉曼光谱分析
4.2.6 XRD分析
4.2.7 XPS分析
4.2.8 PCNS/RHC材料电化学性能测试
4.3 本章小结
第五章 煤焦油基多孔碳片修饰棉花碳及其电化学性能
5.1 实验部分
5.1.1 PCNS/CCs的制备
5.1.2 PCNS/CCs电极的制备及组装
5.2 结果与讨论
5.2.1 FESEM图分析
5.2.2 TEM图分析
5.2.3 氮气吸脱附
5.2.4 拉曼光谱分析
5.2.5 XRD分析
5.2.6 XPS分析
5.2.7 PCNS/CC材料电化学性能测试
5.3 本章小结
第六章 结论,创新点及展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文专利
致谢
本文编号：3191681
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 超级电容器的简介
1.2.1 双电层电容器的储能机理
1.2.2 赝电容器的储能机理
1.2.3 混合电化学电容器的储能机理
1.3 双电层电容器的结构和组成
1.3.1 双电层电容器的结构
1.3.2 双电层电容器用碳基材料
1.3.3 双电层电容器用电解液
1.4 本文选题背景思路及研究内容
1.4.1 选题背景
1.4.2 本文思路
1.4.3 研究内容
第二章 实验
2.1 试剂,原料及仪器
2.1.1 试剂和原料
2.1.2 实验仪器
2.2 原料及碳材料表征方法
2.2.1 工业分析
2.2.2 多孔碳材料孔结构分析
2.2.3 场发射扫描电镜
2.2.4 透射电镜
2.2.5 拉曼光谱分析
2.2.6 X射线衍射分析
2.2.7 X射线光电子能谱分析
2.3 电化学性能测试
2.3.1 循环伏安测试
2.3.2 恒流充放电测试
2.3.3 交流阻抗谱测试
第三章 煤沥青基多孔碳片修饰稻壳碳及其电化学性能
3.1 实验部分
3.1.1 PCNS/RHCs的制备
3.1.2 PCNS/RHCs电极的制备及组装
3.2 结果与讨论
3.2.1 稻壳的工业分析
3.2.2 PCNS/RHCs形成机理图
3.2.3 TEM和FESEM图分析
3.2.4 PCNS/RHC材料结构与组分分析
3.2.5 PCNS/RHC材料电化学性能测试
3.3 本章小结
第四章 煤焦油基多孔碳片修饰稻壳基碳及其电化学性能
4.1 实验部分
4.1.1 PCNS/RHCs的制备
4.1.2 PCNS/RHCs电极的制备及组装
4.2 结果与讨论
4.2.1 PCNS/RHCs形成机理图
4.2.2 FESEM图分析
4.2.3 TEM图分析
4.2.4 氮气吸脱附
4.2.5 拉曼光谱分析
4.2.6 XRD分析
4.2.7 XPS分析
4.2.8 PCNS/RHC材料电化学性能测试
4.3 本章小结
第五章 煤焦油基多孔碳片修饰棉花碳及其电化学性能
5.1 实验部分
5.1.1 PCNS/CCs的制备
5.1.2 PCNS/CCs电极的制备及组装
5.2 结果与讨论
5.2.1 FESEM图分析
5.2.2 TEM图分析
5.2.3 氮气吸脱附
5.2.4 拉曼光谱分析
5.2.5 XRD分析
5.2.6 XPS分析
5.2.7 PCNS/CC材料电化学性能测试
5.3 本章小结
第六章 结论,创新点及展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文专利
致谢
本文编号：3191681
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3191681.html
教材专著
