喷雾热解制备液化落叶松基多孔炭球及其电化学性能研究

发布时间：2023-04-29 16:56

　　由于具有高比表面积、大的孔容积、发达的孔隙结构、良好的导电性和的化学稳定性,多孔球形炭在电化学领域具有很好应用前景。本文利用我国东北地区主要造林树种落叶松为原料,以苯酚为液化剂将落叶松中的大分子转化为小分子物质,再经树脂化、喷雾热解制备落叶松基炭球,研究了溶液浓度、热解温度、F127软模板和金属盐Na2W04及Na2Mo04对落叶松基炭球形貌及孔结构的调控,分析了制备的多孔炭球的结构特征和电化学性能,论文主要工作如下:以落叶松木粉作为原料,经过苯酚液化技术得到落叶松液化物,然后与甲醛反应得到的落叶松基树脂作为碳前体,利用喷雾热解制备得到落叶松基炭球(CSs)。研究了不同热解温度和溶液浓度对炭球的粒径、比表面积、孔结构和电化学性能的影响。结果表明:所制备的炭球为无定形的规则球形结构,在900℃C、1%浓度下制备得到的炭球的比表面积高达626.6 m2/g,孔容积达到0.34 cm3/g。在6 M KOH电解液中,电流密度为0.2 A/g时比电容为309 F/g,当电流密度增加到5 A/g时,其比电容保持率为56%,显示出了优异的倍率性能。以落叶松基树脂为碳前体,三嵌段共聚物F127作为软...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 炭球的制备方法
        1.2.1 水热法
        1.2.2 模板法
        1.2.3 化学气相沉积法
        1.2.4 微波辅助法
    1.3 喷雾热解合成炭球的原料
        1.3.1 酚醛树脂
        1.3.2 生物质
        1.3.3 其它
    1.4 炭球的应用
        1.4.1 储能领域
        1.4.2 吸附领域
        1.4.3 催化领域
        1.4.4 其它
    1.5 选题依据与研究内容
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 研究内容
    1.6 创新点
2 喷雾热解法制备炭球
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验设备与试剂
        2.2.2 落叶松基炭球的制备
        2.2.3 落叶松基炭球的表征
        2.2.4 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌结构分析
        2.3.2 孔结构分析
        2.3.3 晶相结构分析
        2.3.4 电化学性能分析
    2.4 本章小结
3 软模板-喷雾热解法制备多孔炭球
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验设备与试剂
        3.2.2 落叶松基多孔炭球的制备
        3.2.3 落叶松基多孔炭球的表征
        3.2.4 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌结构分析
        3.3.2 孔结构分析
        3.3.3 热重分析
        3.3.4 晶相结构分析
        3.3.5 电化学分析
    3.4 本章小结
4 金属盐催化-喷雾热解法制备多孔炭球
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验设备与试剂
        4.2.2 多孔炭球的制备
        4.2.3 多孔炭球的表征
        4.2.4 电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌结构分析
        4.3.2 孔结构分析
        4.3.3 晶相结构分析
        4.3.4 表面化学性质分析
        4.3.5 电化学性能分析
    4.4 本章小结
5 软模板-金属盐催化-喷雾热解法制备中空多孔炭球
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验设备与试剂
        5.2.2 中空多孔炭球的制备
        5.2.3 中空多孔炭球的表征
        5.2.4 电化学测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 形貌结构分析
        5.3.2 孔结构分析
        5.3.3 晶相结构分析
        5.3.4 表面化学性质分析
        5.3.5 电化学性能分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
附件



本文编号：3805368