生物质基炭材料的设计、制备及其电化学性能研究
发布时间：2023-04-28 03:50
生物质具有可再生、资源丰富、价格低廉等特点。以生物质为碳源制备生物质基炭材料能够实现资源的有效利用,提高生物质的附加值,减少因直接焚烧生物质废弃物造成的环境污染问题,具有节能、增值、环保等特点。生物质因其独特的微观结构和丰富的微量元素,为制备功能化的炭材料提供了有利条件。针对不同的生物质原料,采取的预处理方法、活化剂用量、活化温度等都会对制备得到的炭材料产生较大的影响。本论文选取新疆地区的四种生物质废弃物资源为原料,通过水热预碳化、碱活化和直接活化的方法来制备生物质基炭材料,并对炭材料的微观结构、石墨化程度、元素含量及其在电化学电容器中的应用进行研究。1、以生物质烟草为原料,通过水热除杂进而热解得到烟草基多孔炭,对其KOH活化得到烟草基活性炭。结果分析表明,KOH活化有效提高了烟草基多孔炭的比表面积、微孔分布,丰富的微孔有利于电化学超级电容器的储能,丰富的含氧官能团为炭材料的储能提供了赝电容。在三电极体系下,以6 mol/L的KOH为电解液,在电流密度为0.5 A g-1的条件下活性炭容量达148 F g-1,相比于烟草基多孔炭容量值提高了4...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
引言
1.1 生物质概述
1.2 生物质基炭材料
1.2.1 生物质基多孔炭
1.2.2 生物质基活性炭
1.2.3 生物质基炭气凝胶
1.2.4 生物质基石墨烯
1.3 生物质基炭材料在超级电容器中的应用
1.3.1 超级电容器概述
1.3.2 超级电容器的分类
1.3.3 超级电容器的组成
1.3.4 生物质基炭材料应用于超级电容器研究进展
1.4 本论文的研究目的、思路、内容和创新点
1.4.1 研究目的和思路
1.4.2 研究内容
1.4.3 创新点
第二章 实验部分
2.1 实验原料与仪器设备
2.1.1 实验原料与实验试剂
2.1.2 实验仪器与实验设备
2.2 材料的结构表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 比表面积分析仪(BET)
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5 拉曼光谱分析仪(Raman)
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.3 电化学测试
2.3.1 三电极体系的组装与测试
2.3.2 两电极体系的组装与测试
第三章 烟草基炭材料的制备及其超级电容性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料的预处理
3.2.2 烟草基活性炭的制备
3.3 材料的表征分析
3.3.1 XRD分析
3.3.2 BET分析
3.3.3 SEM分析
3.3.4 Raman分析
3.3.5 XPS分析
3.4 电化学性能测试
3.4.1 循环伏安测试
3.4.2 恒流充放电测试
3.4.3 两电极性能测试
3.5 本章小结
第四章 棉籽壳基炭材料的制备及其超级电容性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 棉籽壳的预处理
4.2.2 棉籽壳基炭材料制备
4.3 材料的表征分析
4.3.1 XRD分析
4.3.2 BET分析
4.3.3 SEM分析
4.3.4 Raman分析
4.3.5 XPS分析
4.4 电化学性能测试
4.4.1 循环伏安测试
4.4.2 恒流充放电测试
4.4.3 两电极性能测试
4.5 本章小结
第五章 榆钱花基炭材料的制备及其超级电容性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料的预处理
5.2.2 榆钱花基活性炭的制备
5.3 材料的表征分析
5.3.1 XRD分析
5.3.2 BET分析
5.3.3 SEM分析
5.3.4 TEM分析
5.3.5 Raman分析
5.3.6 XPS分析
5.4 电化学性能测试
5.4.1 循环伏安测试
5.4.2 恒流充放电测试
5.4.3 两电极性能测试
5.5 本章小结
第六章 葡萄糖基炭材料的制备及其超级电容性能研究
6.1 引言
6.2 葡萄糖基炭材料的制备
6.3 材料的表征分析
6.3.1 XRD分析
6.3.2 BET分析
6.3.3 TEM分析
6.3.4 Raman分析
6.3.5 XPS分析
6.4 电化学性能测试
6.4.1 循环伏安测试
6.4.2 恒流充放电测试
6.4.3 两电极性能测试
6.5 本章小结
第七章 结果与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
附件
本文编号：3803683
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
引言
1.1 生物质概述
1.2 生物质基炭材料
1.2.1 生物质基多孔炭
1.2.2 生物质基活性炭
1.2.3 生物质基炭气凝胶
1.2.4 生物质基石墨烯
1.3 生物质基炭材料在超级电容器中的应用
1.3.1 超级电容器概述
1.3.2 超级电容器的分类
1.3.3 超级电容器的组成
1.3.4 生物质基炭材料应用于超级电容器研究进展
1.4 本论文的研究目的、思路、内容和创新点
1.4.1 研究目的和思路
1.4.2 研究内容
1.4.3 创新点
第二章 实验部分
2.1 实验原料与仪器设备
2.1.1 实验原料与实验试剂
2.1.2 实验仪器与实验设备
2.2 材料的结构表征
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 比表面积分析仪(BET)
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5 拉曼光谱分析仪(Raman)
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
2.3 电化学测试
2.3.1 三电极体系的组装与测试
2.3.2 两电极体系的组装与测试
第三章 烟草基炭材料的制备及其超级电容性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料的预处理
3.2.2 烟草基活性炭的制备
3.3 材料的表征分析
3.3.1 XRD分析
3.3.2 BET分析
3.3.3 SEM分析
3.3.4 Raman分析
3.3.5 XPS分析
3.4 电化学性能测试
3.4.1 循环伏安测试
3.4.2 恒流充放电测试
3.4.3 两电极性能测试
3.5 本章小结
第四章 棉籽壳基炭材料的制备及其超级电容性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 棉籽壳的预处理
4.2.2 棉籽壳基炭材料制备
4.3 材料的表征分析
4.3.1 XRD分析
4.3.2 BET分析
4.3.3 SEM分析
4.3.4 Raman分析
4.3.5 XPS分析
4.4 电化学性能测试
4.4.1 循环伏安测试
4.4.2 恒流充放电测试
4.4.3 两电极性能测试
4.5 本章小结
第五章 榆钱花基炭材料的制备及其超级电容性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料的预处理
5.2.2 榆钱花基活性炭的制备
5.3 材料的表征分析
5.3.1 XRD分析
5.3.2 BET分析
5.3.3 SEM分析
5.3.4 TEM分析
5.3.5 Raman分析
5.3.6 XPS分析
5.4 电化学性能测试
5.4.1 循环伏安测试
5.4.2 恒流充放电测试
5.4.3 两电极性能测试
5.5 本章小结
第六章 葡萄糖基炭材料的制备及其超级电容性能研究
6.1 引言
6.2 葡萄糖基炭材料的制备
6.3 材料的表征分析
6.3.1 XRD分析
6.3.2 BET分析
6.3.3 TEM分析
6.3.4 Raman分析
6.3.5 XPS分析
6.4 电化学性能测试
6.4.1 循环伏安测试
6.4.2 恒流充放电测试
6.4.3 两电极性能测试
6.5 本章小结
第七章 结果与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
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