秸秆微波水热炭和活性炭理化及电化学特性
发布时间：2021-08-02 01:58
为了解秸秆微波酸催化水热炭和碱活化活性炭形成机制和理化特性演变规律,该研究开展了不同柠檬酸质量分数下的秸秆微波水热和活性炭的制备试验,并研究了水热炭和活性炭理化及其电化学特性。结果表明,随柠檬酸质量分数的增加,秸秆水热炭的产率、挥发份和H含量减少,而其灰分、固定碳、C和高位热值增加,且酸质量分数为10%后趋于稳定。柠檬酸质量分数为10%时,水热炭的碳微球结构最丰富,其比表面积和孔体积最大,且以中孔为主。10%柠檬酸水热炭在900℃下经KOH活化后的活性炭产率为8%～11%,活化气体产率为32%～35%,且以CO和H2为主。900℃活性炭的比表面积为1 250～1 570 m2/g,总孔体积为1.00～1.20 cm3/g,孔径为3.55～4.10 nm,且以中孔和微孔为主。当电流密度为1 A/g,水稻、玉米和油菜秸秆活性炭的比电容分别为160.54、150.12和155.17 F/g,且循环5 000次后的电容保持率分别为91.04%、88.12%和89.06%,表现出较好的循环稳定性。水稻秸秆水热炭和活性炭的产率、灰分、碳转化率、能量转化率...
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
柠檬酸质量分数对不同种类秸秆微波水热产物产率影响Fig.1EffectsofthemassfractionofCitricAcid(CA)ontheyieldsofmicrowavehydrothermalproductsfromdifferentstraws
农业工程学报（http://www.tcsae.org）2020年208注：此图均为y偏移堆积线图；CA,citricacid；ID/IG是D峰和G峰的峰强度比值。Note:Thisfigureisallymigrationaccumulationlinegraph;CA,citricacid；ID/IGisthepeakintensityratioofDpeakandGpeak.图4水热炭和活性炭的红外光谱和拉曼光谱Fig.4FTIRspectraofhydrocharandRomanspectraofactivatedcarbon图5秸秆活性炭的循环伏安曲线和恒电流充放电曲线Fig.5Cyclicvoltammetriccurvesandgalvanostaticcharge-dischargecyclingcurvesofconstantcurrentofactivatedcarbonbasedonhydrocharfromstraws
与水稻秸秆活性炭的比表面积、总孔体积、中孔体积和微孔体积最大相一致（表3），也与其SEM孔隙结构和拉曼光谱的石墨化程度相一致（图2h和3d）。在电流密度为1A/g下，循环5000次的活性炭电极材料的比电容变化如图6所示。水稻、玉米、油菜活性炭在循环5000次后，其比电容保持率分别为91.04%、88.12%、89.06%，表现出较好的循环稳定性。秸秆活性炭比电容的衰减主要集中发生在前500圈，这可能是由于电解液与吸附在碳材料表面的杂质离子发生了不可逆反应[37]。图61A·g-1电流密度下活性炭的电极循环性能Fig.6Cyclingperformanceofactivatedcarbonelectrodeatthecurrentdensityof1A·g-13结论1）随柠檬酸质量分数的增加，秸秆水热炭产率、挥发份和H含量减少，而灰分、固定碳、C和高位热值增加，酸质量分数为10%后趋于稳定，同时，秸秆水热炭的O、碳转化率和热值转化率先降低后增加。酸质量分数为10%的水热炭的碳微球最丰富，其比表面积和孔体积最大，以中孔（0.06～0.10cm3/g）为主。2）秸秆活性炭产率约为8%～11%，活化气体产率约为32%～35%，主要以CO和H2为主。900℃活性炭形成了丰富的孔隙结构，比表面积为1250～1570m2/g，总孔体积为1.00～1.20cm3/g，孔径为3.55～4.10nm，以中孔和微孔为主。当电流密度为1A/g，900℃的水稻、玉米和油菜秸秆活性炭的比电容分别为160.54、150.12和155.17F/g，且循环5000次后的比电容保持率分别为91.04%、88.12%和89.06%，表现出较好的循环稳定性。3）3种秸秆相?
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同水热条件对秸秆微波水热碳化产物组成和结构特性影响[J]. 牛文娟,黄金芝,钟菲,张诗麟,孟令凯,朱彤,袁巧霞. 农业工程学报. 2019(10)
[2]不同测试技术下超级电容器比电容值的计算[J]. 米娟,李文翠. 电源技术. 2014(07)
[3]稻草的水热碳化研究[J]. 黄玉莹,袁兴中,李辉,黄华军,曾光明. 环境工程学报. 2013(05)
博士论文
[1]催化剂对炭化反应产物性质的影响[D]. 梁丰.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]生物质水热炭的制备及性能研究[D]. 吴艳姣.东北林业大学 2016
本文编号：3316658
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
柠檬酸质量分数对不同种类秸秆微波水热产物产率影响Fig.1EffectsofthemassfractionofCitricAcid(CA)ontheyieldsofmicrowavehydrothermalproductsfromdifferentstraws
农业工程学报（http://www.tcsae.org）2020年208注：此图均为y偏移堆积线图；CA,citricacid；ID/IG是D峰和G峰的峰强度比值。Note:Thisfigureisallymigrationaccumulationlinegraph;CA,citricacid；ID/IGisthepeakintensityratioofDpeakandGpeak.图4水热炭和活性炭的红外光谱和拉曼光谱Fig.4FTIRspectraofhydrocharandRomanspectraofactivatedcarbon图5秸秆活性炭的循环伏安曲线和恒电流充放电曲线Fig.5Cyclicvoltammetriccurvesandgalvanostaticcharge-dischargecyclingcurvesofconstantcurrentofactivatedcarbonbasedonhydrocharfromstraws
与水稻秸秆活性炭的比表面积、总孔体积、中孔体积和微孔体积最大相一致（表3），也与其SEM孔隙结构和拉曼光谱的石墨化程度相一致（图2h和3d）。在电流密度为1A/g下，循环5000次的活性炭电极材料的比电容变化如图6所示。水稻、玉米、油菜活性炭在循环5000次后，其比电容保持率分别为91.04%、88.12%、89.06%，表现出较好的循环稳定性。秸秆活性炭比电容的衰减主要集中发生在前500圈，这可能是由于电解液与吸附在碳材料表面的杂质离子发生了不可逆反应[37]。图61A·g-1电流密度下活性炭的电极循环性能Fig.6Cyclingperformanceofactivatedcarbonelectrodeatthecurrentdensityof1A·g-13结论1）随柠檬酸质量分数的增加，秸秆水热炭产率、挥发份和H含量减少，而灰分、固定碳、C和高位热值增加，酸质量分数为10%后趋于稳定，同时，秸秆水热炭的O、碳转化率和热值转化率先降低后增加。酸质量分数为10%的水热炭的碳微球最丰富，其比表面积和孔体积最大，以中孔（0.06～0.10cm3/g）为主。2）秸秆活性炭产率约为8%～11%，活化气体产率约为32%～35%，主要以CO和H2为主。900℃活性炭形成了丰富的孔隙结构，比表面积为1250～1570m2/g，总孔体积为1.00～1.20cm3/g，孔径为3.55～4.10nm，以中孔和微孔为主。当电流密度为1A/g，900℃的水稻、玉米和油菜秸秆活性炭的比电容分别为160.54、150.12和155.17F/g，且循环5000次后的比电容保持率分别为91.04%、88.12%和89.06%，表现出较好的循环稳定性。3）3种秸秆相?
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同水热条件对秸秆微波水热碳化产物组成和结构特性影响[J]. 牛文娟,黄金芝,钟菲,张诗麟,孟令凯,朱彤,袁巧霞. 农业工程学报. 2019(10)
[2]不同测试技术下超级电容器比电容值的计算[J]. 米娟,李文翠. 电源技术. 2014(07)
[3]稻草的水热碳化研究[J]. 黄玉莹,袁兴中,李辉,黄华军,曾光明. 环境工程学报. 2013(05)
博士论文
[1]催化剂对炭化反应产物性质的影响[D]. 梁丰.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]生物质水热炭的制备及性能研究[D]. 吴艳姣.东北林业大学 2016
本文编号：3316658
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3316658.html
