几种农业废弃物生物炭的制备及其超级电容器性能研究

发布时间：2021-04-25 07:22

　　我国是农业大国,拥有丰富的农业资源,农业生产中会产生大量农业废弃物,其中大部分没有得到有效利用。这不仅会造成大量的资源浪费,同时也不符合国家可持续发展战略。第八次全国生态环境保护大会明确提出要坚持人与自然和谐共生,解决生态环境问题,推进生态文明建设。实现高质量、高效益的农业废弃物利用是当今社会可持续发展的必经之路,更是生态环境的可持续发展、乡村振兴以及新时代全面建成小康社会的重要一环。近年来,生物炭因其独特的物理化学性质、复杂的微观结构、丰富的表面官能团、良好的稳定性等优势,在农业（改良/修复土壤、肥料载体、固氮等）、环境（吸附有机污染物/重金属、净化水体/空气等）和新能源（超级电容器、碱金属离子电池、碱金属-硫电池等）领域有着重要应用。将农业废弃物转化为高附加值生物炭材料是实现农业废弃物“变废为宝”的重要手段之一。开发低成本、工艺简单的生物炭制备方法并实现多领域的应用将有利于进一步推动其实用化进程。本论文通过对几种农业废弃物的合理利用,制备了具有高附加值的生物炭材料,将其应用于超级电容器中展现出优异的电化学性能。本论文的研究内容主要包括以下部分:1、研究了几种农业废弃物（菌渣和蚕沙）... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 绪论
    1 引言
    2 农业废弃物研究现状概述
        2.1 农业废弃物对生态环境的影响
        2.2 农业废弃物资源化利用概述
    3 生物炭研究概述
        3.1 碳材料概述
        3.2 生物炭概述
        3.3 生物炭的预处理及其KOH的活化机理
        3.4 生物炭的应用前景
    4 碳材料在电化学储能器件中的应用研究概述
        4.1 电化学储能器件研究背景概述
        4.2 超级电容器概述
        4.3 碳材料在超级电容器上的应用
        4.4 生物炭材料在超级电容器上的应用
    5 选题意义以及主要研究内容
第二章 农业废弃物菌渣制备超高比表面积生物炭的研究
    1 引言
    2 实验部分
        2.1 实验材料与仪器
        2.2 平菇菌渣生物炭的制备
        2.3 平菇菌渣生物炭的结构和形貌表征
    3 菌丝促进制备超高比表面积生物炭的机理研究
        3.1 平菇菌丝降解植物细胞壁的机制
        3.2 平菇菌丝预处理对生物炭比表面积的影响
        3.3 棉籽壳菌渣生物炭的形貌和结构分析
    4 本章小结
第三章 棉籽壳菌渣生物炭在超级电容器中的应用研究
    1 引言
    2 实验部分
        2.1 实验试剂与仪器
        2.2 棉籽壳菌渣生物炭的制备
        2.3 电化学性能测试
    3 结果与讨论
        3.1 三电极体系电化学研究
        3.2 二电极体系电化学研究
        3.3 锂离子混合电容器电化学研究
    4 本章小结
第四章 农业废弃物蚕沙制备氮掺杂的生物炭及其电化学性能研究
    1 引言
    2 实验部分
        2.1 实验试剂与仪器
        2.2 蚕沙生物炭的制备
        2.3 结构和形貌表征
        2.4 电极材料制备
        2.5 电化学性能测试
    3 结果与讨论
        3.1 蚕沙生物炭形貌和结构分析
        3.2 蚕沙生物炭电化学性能研究
    4 本章小结
第五章 蚕沙生物炭在高能量密度超级电容器中的应用研究
    1 引言
    2 实验部分
        2.1 实验试剂与仪器
        2.2 蚕沙生物炭的制备
        2.3 电化学性能测试
    3 结果与讨论
        3.1 对称电容器的电化学性能研究
        3.2 锂离子混合电容器的电化学性能研究
    4 本章小结
结论与展望
    1 结论
    2 展望
参考文献
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢



本文编号：3158968