生物质基炭材料的制备及电容性能研究

发布时间：2023-03-12 13:20

　　近年来,轻便型电子产品的飞快发展激发了国内外学者对新型储能器件的研究兴趣。在各种储能器件中,固态超级电容器(SSC)由于其较高的功率密度、快速的充/放电速率、长的服役寿命、环境友好等特点,引起了世界范围内研究者们的高度关注。本文以生物质废弃物(黄豆渣和棉花杆)为碳源、氢氧化钾(KOH)为活化剂,合成一系列生物质废弃物衍生的多孔炭材料。同时,结合各种结构表征手段和电化学技术对所合成的炭材料从形貌、结构、组成和电化学性能方面进行了详细探究。本论文主要结论如下:第一,详细地介绍了一种以黄豆渣为碳源,通过水热和一步热解/活化方法制备N/O双掺杂多孔炭框架的有效策略,并将所制备的炭材料首次应用到准固态超级电容器(QSSC)中。研究表明:该方法能够很好地调控炭片的微观结构,有效缓解炭片的堆积,从而提升了材料的电化学性能。通过调控热解温度,获得了最优结构的多孔炭材料(H-SDC-A650)。该材料在三电极体系和两电极体系中均表现出超高的电容和出色的倍率性能。重要的是,利用H-SDC-A650样品组装的QSSC器件展现出高达9.3 Wh kg^-1和9883 W kg^-1...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器概述
    1.3 炭基固态超级电容器概述
        1.3.1 炭基固态超级电容器的结构和特点
        1.3.2 炭基固态超级电容器的研究现状
        1.3.3 聚合物凝胶电解质的研究现状
    1.4 本文的研究意义及内容
第二章 黄豆渣基多孔炭材料的制备及其电容性能
    2.1 实验部分
        2.1.1 化学试剂及材料
        2.1.2 测试仪器
        2.1.3 H-SDC-Ax多孔炭的制备
        2.1.4 工作电极制备及电化学性能测试
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 H-SDC-Ax多孔炭的形貌表征
        2.2.2 H-SDC-Ax多孔炭的比表面积和孔径分布分析
        2.2.3 H-SDC-Ax多孔炭的结构分析
        2.2.4 H-SDC-Ax多孔炭电极的电容性能测试
    2.3 结论
第三章 黄豆渣基孔结构可调炭材料的制备及其电容性能
    3.1 实验部分
        3.1.1 化学试剂及材料
        3.1.2 测试仪器
        3.1.3 HSC-x多孔炭的制备
        3.1.4 工作电极制备与电化学性能测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 HSC-x多孔炭的形貌表征
        3.2.2 HSC-x多孔炭的比表面积和孔径分布分析
        3.2.3 HSC-x多孔炭的结构分析
        3.2.4 HSC-x多孔炭电极的电容性能测试
    3.3 结论
第四章 棉花杆基多孔炭材料的制备及其电容性能
    4.1 实验部分
        4.1.1 化学试剂及材料
        4.1.2 测试仪器
        4.1.3 棉花杆基多孔炭的制备
        4.1.4 工作电极制备与电化学性能测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 棉花杆的热重分析
        4.2.2 棉花杆基多孔炭的形貌表征
        4.2.3 棉花杆基多孔炭的结构分析
        4.2.4 棉花杆基多孔炭电极的电容性能测试
    4.3 结论
全文总结
参考文献
在读期间发表论文情况
致谢



本文编号：3761294