木屑基生物质活性炭的改性提升超级电容器/电催化性能
发布时间：2023-04-23 13:07
生物质资源在我国有着极为广泛的分布,但大量的生物质资源未能得到有效利用,不仅造成了资源上的浪费,同时也带来了环境污染的问题。近年来,生物质炭化转化为活性炭技术因具有能量转换效率高、污染小与方便高效等独特优势,引起社会的广泛关注。生物质活性炭具有发达的孔隙结构,极高的比表面积,优良的电导率与物理化学性能稳定,因此在多个领域被广泛应用,如超级电容器电极材料与电催化材料等。本文以梧桐木屑为生物质原材料,采用化学活化法制备活性炭样品,通过对活性炭样品进行表征和筛选得到优化样,将优化后样品进行进一步的杂原子掺杂并在超级电容器电极材料和燃料电池电极材料上应用,所得结论如下:(1)以梧桐木屑为原料,氢氧化钾为活化剂,采取3组单因素实验,研究了活化温度、活化时间与碱料比3个工艺参数对梧桐木屑活性炭比表面积与比电容量的影响;最终得出最优制备条件为活化温度800℃,活化时间120min,碱料比为1∶3。此条件下的活性炭样品PC活性炭比表面积达到2498.1m2/g,总孔容为1.34cm3/g,平均孔径为2.23nm;在1A g-1的电流密度...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物质活性炭材料简介及发展
1.2.1 生物质简介
1.2.2 生物质基活性炭简介
1.2.3 生物质活性炭的制备方法
1.3 超级电容器简介及发展
1.3.1 超级电容器的概念及特点
1.3.2 超级电容器的结构及组成
1.3.3 超级电容器的储能机理及种类
1.3.4 生物质基多孔碳材料在超级电容器中的应用
1.4 燃料电池简介
1.4.1 燃料电池的概念及特点
1.4.2 燃料电池基本结构以及工作原理
1.4.3 生物质基多孔碳材料在燃料电池中的应用
1.5 研究意义与研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验药品与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征仪器
2.2.1 场发射扫描电子显微镜
2.2.2 场发射透射电子显微镜
2.2.3 X-射线衍射分析
2.2.4 傅里叶红外光谱
2.2.5 X射线光电子能谱仪
2.2.6 元素分析
2.2.7 孔隙和比表面积分析仪
2.2.8 工业分析
2.3 材料电化学性能测试
2.3.1 循环伏安测试
2.3.2 恒流充放电法测试(GCD)
2.3.3 电化学交流阻抗测试(EIS)
2.3.4 循环性能测试
第三章 氢氧化钾活化制备梧桐木屑生物质活性炭在超级电容器中应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 活性炭的制备
3.2.3 超级电容电极材料的制备
3.2.4 分析检测方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 活化温度对活性炭比表面积与比电容的影响
3.3.2 活化时间对活性炭比表面积的影响
3.3.3 碱料比比对活性炭比表面积的影响
3.3.4 活性炭的表征
3.3.5 木屑活性炭的超级电容器性能
3.4 本章总结
第四章 Co/N共掺杂生物质活性炭提升超级电容器性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 制备钴氮掺杂生物质活性炭催化剂材料
4.2.2 催化剂电极材料的制备
4.2.3 电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 生物质活性炭的形貌表征分析
4.3.2 X-射线衍射仪表征
4.3.3 X-射线光电子能谱仪表征
4.3.4 催化剂的电化学性能
4.4 本章总结
第五章 Fe/N共掺杂生物质活性炭提升氧化还原性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 制备铁氮掺杂生物质活性炭催化剂材料
5.2.2 催化剂电极材料的制备
5.2.3 电化学性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 生物质活性炭的形貌表征分析
5.3.2 X-射线衍射仪表征
5.3.3 X-射线光电子能谱仪表征
5.3.4 催化剂的电化学性能
5.4 本章总结
第六章 总结
参考文献
攻读硕士期间学历成果
本文编号：3799780
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物质活性炭材料简介及发展
1.2.1 生物质简介
1.2.2 生物质基活性炭简介
1.2.3 生物质活性炭的制备方法
1.3 超级电容器简介及发展
1.3.1 超级电容器的概念及特点
1.3.2 超级电容器的结构及组成
1.3.3 超级电容器的储能机理及种类
1.3.4 生物质基多孔碳材料在超级电容器中的应用
1.4 燃料电池简介
1.4.1 燃料电池的概念及特点
1.4.2 燃料电池基本结构以及工作原理
1.4.3 生物质基多孔碳材料在燃料电池中的应用
1.5 研究意义与研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验药品与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 材料表征仪器
2.2.1 场发射扫描电子显微镜
2.2.2 场发射透射电子显微镜
2.2.3 X-射线衍射分析
2.2.4 傅里叶红外光谱
2.2.5 X射线光电子能谱仪
2.2.6 元素分析
2.2.7 孔隙和比表面积分析仪
2.2.8 工业分析
2.3 材料电化学性能测试
2.3.1 循环伏安测试
2.3.2 恒流充放电法测试(GCD)
2.3.3 电化学交流阻抗测试(EIS)
2.3.4 循环性能测试
第三章 氢氧化钾活化制备梧桐木屑生物质活性炭在超级电容器中应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 活性炭的制备
3.2.3 超级电容电极材料的制备
3.2.4 分析检测方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 活化温度对活性炭比表面积与比电容的影响
3.3.2 活化时间对活性炭比表面积的影响
3.3.3 碱料比比对活性炭比表面积的影响
3.3.4 活性炭的表征
3.3.5 木屑活性炭的超级电容器性能
3.4 本章总结
第四章 Co/N共掺杂生物质活性炭提升超级电容器性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 制备钴氮掺杂生物质活性炭催化剂材料
4.2.2 催化剂电极材料的制备
4.2.3 电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 生物质活性炭的形貌表征分析
4.3.2 X-射线衍射仪表征
4.3.3 X-射线光电子能谱仪表征
4.3.4 催化剂的电化学性能
4.4 本章总结
第五章 Fe/N共掺杂生物质活性炭提升氧化还原性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 制备铁氮掺杂生物质活性炭催化剂材料
5.2.2 催化剂电极材料的制备
5.2.3 电化学性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 生物质活性炭的形貌表征分析
5.3.2 X-射线衍射仪表征
5.3.3 X-射线光电子能谱仪表征
5.3.4 催化剂的电化学性能
5.4 本章总结
第六章 总结
参考文献
攻读硕士期间学历成果
本文编号：3799780
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3799780.html
