自然界固态碳源高温衍生物的制备及其电化学行为研究

发布时间：2024-04-06 23:03

　　能量储存的快速发展突出了对多孔碳电极材料的制备及其电化学行为研究的关注。利用自然界中易得的固体碳源来制备多孔碳材料并将其用于电化学储能是重要的研究工作。本研究探讨了利用天然材料通过高温过程来制优异的多孔碳材料,并对其进行了电化学储能相关的性能测试。研究了生物质类碳源高温衍生多孔碳和石墨固态碳源制备石墨烯:(1)联合使用水热碳化和高温热解法利用猕猴桃天然结构衍生了三维叠片交联多孔碳气凝胶材料,将该材料用作超级电容器电极和锂离子电池负极,并研究了其电化学电容和储锂性能。其中在800℃获得的碳材料表现了最优的锂离子存储性能,其在100 m A g-1的充放电速率下比容量高达504.8 m Ah g-1。同样800℃获得的碳材料表现了最优的电容性能,在0.5 A g-1的电流密度下比电容值高达337.4 F g-1。(2)以西红柿为原料,利用其细胞结构将化学活化剂均匀的引入到原料的各个组织结构中,再通过高温活化过程制备了分级多孔碳。该材料碳含量高达97.7%,电导率为195 S m-1,比表面积为863.6 m2 g-1。同时该材料中有1.2%的天然氮掺杂量。将该材料作为超级电容器的电极表现了...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1不同的碳单质材料Figure1.1Variouscarbonmaterials

胧氨酸修饰三维有序大孔碳球建立了一种Cu,Pb的电化界中的固体碳源及其多孔碳材料的制备上分布最广的元素之一，也是生命发展中最重要的元素。要的固态碳源，它们对于研究碳原子的排列结构有着重要主要是石墨和金刚石。在20世纪中后期，人们逐渐的发富勒烯、碳纳米管、石墨烯等新型碳材料....

图1.2木材的多级结构

除了在碳单质中，大量的碳元素还以其他各种形式存在与自然界中。例如，几乎所有的天然有机物都是以碳链为骨架的，它们也是组成生物有机体的主要组分。因此以生物有机体为代表的生物质材料成为了自然界中另一类重要固体碳源。相对于石墨等化石固态碳源，生物质作为重要的固体碳源有着绿色可再生，储量丰....

图1.3模板法制备多孔碳Figure1.3Schematicpreparationofcarbonfromthemplatesynthesis.

经过干燥，预碳化以及在750℃用NaOH活化等步骤成功制得一表面积为1116m2g1，用于构建高能量锂离子电容器，具有良好的密度可达23Whkg1。此外将化学活化与物理活化相结合制备多道。Farma等人[63]以油棕搁空果纤维为碳源，通过CO2和KOH....

图2.2CAAs的微观结构，多孔性和化学成分研究

2.3.2CAA的表征扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了CAAs的微观形貌。这一形貌来源于猕猴桃天然结构的保留。图2.2a显示了CAAs中有大量的碳质纳米纤维和许多缠绕在其中的碳质纳米球状颗粒，这些相互交联的碳质纳米结构形成了许多的孔洞。这些....

本文编号：3947298