葱基活性炭制备及电化学性能

发布时间：2022-02-24 15:36

　　生物质作为一种可再生资源在替代燃料、碳基材料和天然产物等制备具有广阔的研发前景。近年来,利用生物质制备超级电容器的电极材料已成为研究重点。本研究采用常见的农作物葱作为原材料制备超级电容器用活性炭电极材料,并通过不同的处理工艺对活性炭孔隙结构和电化学性能进行调控,得到高性能活性炭的制备方法并为活性炭的孔结构定向调控提供了有效方案。以葱为原料,以KOH为活化剂,通过炭化、活化、两步酸洗方法制备了活性炭ASAC（Acid treatment Scallion-based Activated Carbon）,在碱炭浸渍比为5时获得最高比表面积3298.76 m2·g-1和比孔容1.89 cm3·g-1,该条件下活性炭含有少量介孔（2～3 nm）和大量微孔（0.5～0.7 nm）,在双电极体系6 M KOH电解液中,在1.0 A·g-1电流密度下比电容达到381.51 F·g-1,经过5000次循环后,电容保持率达到92.8%。采用乙醇预处理工艺以增大活性炭材料中介孔数目,制备出活性炭ESAC（Ethanol pretreatment Scallion-based Activated Carbo... 

【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器研究背景
        1.2.2 超级电容器分类及原理
        1.2.3 超级电容器研究现状
    1.3 活性炭概述
        1.3.1 活性炭结构对电化学性能的影响
        1.3.2 活性炭制备材料及制备方法
        1.3.3 活性炭研究现状
    1.4 课题研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 实验方法及原理
    2.1 实验原料与试剂
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 活性炭的制备
    2.4 超级电容器的制备
    2.5 活性炭表征
        2.5.1 活性炭比表面积及孔隙结构表征
        2.5.2 活性炭表面形貌表征
        2.5.3 活性炭微晶结构表征
        2.5.4 活性炭表面官能团表征
    2.6 活性炭电极电化学性能表征
        2.6.1 恒电流充放电测试
        2.6.2 循环伏安测试
        2.6.3 交流阻抗测试
        2.6.4 循环稳定性测试
    2.7 本章小结
第3章 KOH活化法制备葱基活性炭及其电化学性能
    3.1 引言
    3.2 制备方法的影响
        3.2.1 两步酸洗处理的影响
        3.2.2 浸渍比的影响
    3.3 葱基活性炭表征
        3.3.1 葱基活性炭的孔结构
        3.3.2 活性炭表面形貌表征
        3.3.3 活性炭微晶结构
        3.3.4 葱基活性炭的表面官能团
    3.4 葱基活性炭电极电化学性能
        3.4.1 葱基活性炭电极的比电容性能
        3.4.2 葱基活性炭电极的恒电流充放电特性
        3.4.3 葱基活性炭电极的循环伏安特性
        3.4.4 葱基活性炭电极的循环稳定性
    3.5 本章小结
第4章 乙醇提取预处理对葱基活性炭特性及电化学性能影响
    4.1 引言
    4.2 乙醇预处理实验
    4.3 乙醇预处理对葱基活性炭特性的影响
        4.3.1 活性炭的孔结构及比表面积
        4.3.2 活性炭的微观形貌
        4.3.3 活性炭的微晶结构
        4.3.4 活性炭表面官能团
    4.4 乙醇预处理对葱基活性炭电极电化学性能的影响
        4.4.1 活性炭电极比电容和倍率性能
        4.4.2 活性炭电极材料恒电流充放电趋势
        4.4.3 活性炭电极的循环伏安特性
        4.4.4 活性炭电极的循环稳定性
    4.5 本章小结
第5章 高铁酸钾活化制备葱基活性炭及其电化学性能
    5.1 引言
    5.2 高铁酸钾的活化机理
    5.3 高铁酸钾活化制备葱基活性炭表征
        5.3.1 活性炭孔结构及比表面积
        5.3.2 活性炭的表面形貌
        5.3.3 活性炭的微晶结构
        5.3.4 活性炭表面官能团
    5.4 高铁酸钾制备葱基活性炭电极电化学性能
        5.4.1 活性炭电极的比电容和倍率性能
        5.4.2 活性炭电极的恒电流充放电特性
        5.4.3 活性炭电极的循环伏安曲线
        5.4.4 活性炭电极的循环稳定性
        5.4.5 活性炭电极的阻抗性能
        5.4.6 活性炭电极功率密度与能量密度
    5.5 本章小结
第6章 全文总结及展望
    6.1 总结
    6.2 创新点
    6.3 研究建议
附录1
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[6]香蒲活性炭的制备及其在染料吸附方面的应用[D]. 史倩倩.山东大学 2010
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本文编号：3643020