姜秸秆炭特性及电化学性能研究

发布时间：2021-01-03 06:55

　　目前,我国能源的消耗量与日俱增,占世界总体消耗量的20%以上。随着环境问题的日益突出,高效、清洁、可持续发展成为当今中国乃至世界能源发展的主流。生物质是国家“十三五”时期实现能源转型升级的重要发展方向,因为其绿色、低碳的优点。本研究通过采用农林废弃物姜秸秆来制备超级电容器电极用多孔炭材料,为姜秸秆进行高值化、规模化利用提供了理论基础。目前姜秸秆的利用率不高的原因一方面是姜秸秆中水分含量多、难处理,另一方面是利用方式相对粗放、收益太低。本文基于姜秸秆本身的物料特性提出在惰性气氛下热解一步炭化活化制备姜秸秆炭的制备方法,该方法制备过程简单、化学试剂用量少,节能环保。根据姜秸秆在N2气氛下的热分析曲线以及不同温度下的炭产率分析,得到姜秸秆的炭产率随炭化温度的升高而降低,在700℃后保持稳定在30%左右。姜秸秆中N含量相对较高,并在炭化后得到的姜秸秆炭中依然保持3.06%的N含量。通过对姜秸秆的XRF分析得到相比其他生物质,K含量相对更高,Si元素含量相对更低。姜秸秆中K含量丰富,在整个制备姜秸秆炭的过程中是天然的造孔活化剂。通过对各温度下制备得到的姜秸秆炭进行微观表征,探究炭化温度对姜秸秆炭... 

【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】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－３不同储能设备的能量密度与功率密度??．－［２２］??

１绪论??可分为对称型和非对称型电容器；按电极材料进行分类可分为碳材料超级电容??器、金属氧化物超级电容器和聚合物超级电容器［２５，２６］。图１－４为双电层电容器和??赝电容电容器原理图。???Ｌ?％，??心?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??Ｃａ—，?＼?－??１—．．．．．麵．．．．．．．．．．．．．．．．．?Ｅｌｅｃｔｒｂｌｖｔｅ??丄?ｉ?“?？？??Ｓｃｐａｍｒｏｒ?－■■■】＂＿?．?，?．?ｉ?－厂．．．．．ｔ?＾?ａｔ＊＜，ｎ??一?４）．．．．．，??Ｅｌｅｃｔｍｄ＾?＼ｍｍ?ｆ?Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ??ＥｋｃｔｍｃｈｉｒｍｉｃＨ?ｊ?．?？?＾ｄｒ??Ｄｏｕｆｅｆｃ?Ｌａｖｅｒ??Ｉ?（Ｏｘｉｄｉｚｅｄｐ＊＊＾?－－－＾｛?Ｒｅｄｕｃｅｄ）??（ａ）?（ｂ）??图１－４超级电容器工作原理图：（ａ）双电层电容器；（ｂ）赝电容电容器［２７］??Ｆｉｇ．?１?－４?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇ?ｔｈｅ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ?ｏｆ：?（ａ）?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?Ｄｏｕｂｌｅ?Ｌａｙｅｒ??Ｃａｐａｃｉｔｏｒ；?（ｂ）?Ｐｓｅｕｄｏ?Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ［２７＾??１．３．２超级电容器电极用多孔炭研究现状??电极材料对于超级电容器来说显得尤为重要，在具体的应用中，是影响超??级电容器性能的最关键因素。因此

ｏｆ?Ｐｕｒｅ?ａｎｄ?Ａｐｐｌｉｅｄ?Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，?ＩＵＰＡＣ）规定，孔结构小于?２?ｎｍ?的为微孔，２￣５０??ｒｕｎ的为中孔，大于５０?ｎｍ的为大孔。??图１－５为活性炭的孔隙结构模型图。孔结构的不同，对用的孔隙功能也不同，??如表１－２所示。??讓??微孔??图１－５活性炭孔隙结构模型示意图［３７１??Ｆｉｇ．?１－５?Ｐｏｒｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ［３７］??２００３年Ｇｕｏ等用稻壳基多孔炭材料应用于超级电容器电极，此让愈来愈多??６??

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本文编号：2954528