多級(jí)多孔炭（HPC）是兼具微孔炭高比表面積和中孔/大孔炭孔隙尺寸大等特點(diǎn)的新型炭素材料,在超級(jí)電容器電極材料制備、污染物快速脫吸附和工業(yè)催化方面具有良好的應(yīng)用前景。HPC主要制備方法有硬模板、軟模板、模板／活化結(jié)合和無(wú)模板法,其中采用硬模板法可制備比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)可控的HPC,但制備工藝繁瑣。軟模板法利用聚合物或聚合物嵌段的熱解致孔特性,省略了高溫炭化后模板劑的脫除步驟,成為人們研究的重點(diǎn)。本文以不同組成和不同序列結(jié)構(gòu)的偏氯乙烯共聚物為前驅(qū)體,以聚丙烯酸丁酯或聚苯乙烯鏈段為軟模板,通過(guò)一步高溫炭化制備HPC,研究了可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）自由基聚合合成偏氯乙烯嵌段共聚物、偏氯乙烯共聚物結(jié)構(gòu)與多孔炭結(jié)構(gòu)的關(guān)系、及多孔炭結(jié)構(gòu)與其吸附和電化學(xué)特性的關(guān)系。首先,采用RAFT乳液聚合法制備了具有不同嵌段組成比的聚偏氯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯（PVDC-b-PBA）共聚物,并考察了共聚物的平均分子量及分子量分布、相態(tài)結(jié)構(gòu)和熱解特性。結(jié)果表明PVDC-b-PBA共聚物的分子量分布較窄（<1.9）且呈單峰對(duì)稱(chēng)分布,說(shuō)明聚合過(guò)程受RAFT機(jī)理控制,同時(shí)聚合物乳液粒徑較小且粒徑分布較窄。采... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 前言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 多孔炭簡(jiǎn)介
    2.2 多級(jí)多孔炭的制備
        2.2.1 模板法
            2.2.1.1 硬模板法
            2.2.1.2 軟模板法
            2.2.1.3 軟硬模板結(jié)合法
        2.2.2 模板/活化結(jié)合法
        2.2.3 無(wú)模板法
    2.3 偏氯乙烯共聚物基多級(jí)多孔炭的制備
        2.3.1 活化法
        2.3.2 硬模板法
        2.3.3 軟模板法
    2.4 多級(jí)多孔炭的吸附和電化學(xué)特性
        2.4.1 吸附性質(zhì)
        2.4.2 電化學(xué)特性
            2.4.2.1 多級(jí)多孔炭電極的制備
            2.4.2.2 電化學(xué)性能表征
    2.5 課題的提出
3 偏氯乙烯-丙烯酸丁酯嵌段共聚物合成、結(jié)構(gòu)及成炭性質(zhì)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 RAFT試劑的制備
            3.2.2.1 小分子RAFT試劑的合成
            3.2.2.2 大分子RAFT試劑PAA_(29)-b-PS_(12)-TTCA的合成
        3.2.3 PVDC-b-PBA共聚物的合成
            3.2.3.1 PVDC-TTCA乳液的合成
            3.2.3.2 PVDC-b-PBA乳液的合成
        3.2.4 PVDC-b-PBA共聚物的炭化
        3.2.5 聚合物和多孔炭結(jié)構(gòu)的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 RAFT試劑的合成和表征
        3.3.2 VDC-MA單體RAFT乳液共聚合
        3.3.3 PVDC-b-PBA共聚物的合成
        3.3.4 PVDC-b-PBA共聚物的微相結(jié)構(gòu)
        3.3.5 PVDC-b-PBA共聚物的熱解行為
        3.3.6 PVDC-b-PBA共聚物基炭材料的形貌和孔結(jié)構(gòu)
    3.4 小結(jié)
4 偏氯乙烯-苯乙烯共聚物的合成及成炭性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 PVDC-b-PS共聚物膠囊的制備
        4.2.3 PVDC-g-PS共聚物的制備
        4.2.4 PVDC-PS共聚物的炭化
        4.2.5 聚合物和多孔炭的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 活性PS的合成和表征
            4.3.1.1 少量AA單體的加入對(duì)制備PS膠囊的影響
            4.3.1.2 St/HD質(zhì)量比對(duì)制備PS膠囊的影響
            4.3.1.3 大分子RAFT試劑濃度對(duì)制備PS膠囊的影響
        4.3.2 PVDC-b-PS共聚物膠囊的合成和表征
            4.3.2.1 加入DVB交聯(lián)劑對(duì)制備PVDC-b-PS共聚物膠囊的影響
        4.3.3 PVDC-PS基多孔炭的表面形貌SEM和孔結(jié)構(gòu)
    4.4 小結(jié)
5 偏氯乙烯共聚物基多孔炭的吸附性質(zhì)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        5.2.2 吸附性質(zhì)的測(cè)定
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的擬合
            5.3.1.1 低濃度下烷基溴化銨溶液電導(dǎo)率和濃度的關(guān)系
        5.3.2 VDC共聚物基多孔炭的吸附特性
            5.3.2.1 PVDC-b-PBA共聚物基多孔炭的吸附能力
            5.3.2.2 PVDC-PS共聚物基多孔炭的吸附特性
    5.4 小結(jié)
6 偏氯乙烯共聚物基多孔炭的電化學(xué)特性
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 多孔炭電極的制備
        6.2.2 三電極電池體系的搭建
        6.2.3 循環(huán)伏安和恒電流充放電測(cè)試
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 PVDC-b-PBA共聚物基多孔炭的電化學(xué)性質(zhì)
            6.3.1.1 循環(huán)伏安性能
            6.3.1.2 恒電流充放電性能
        6.3.2 PVDC-PS基多孔炭的電化學(xué)性質(zhì)
            6.3.2.1 循環(huán)伏安特性
            6.3.2.2 恒電流充放電性能
    6.4 小結(jié)
7 結(jié)論和展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]煤制備新型先進(jìn)炭材料的應(yīng)用研究[J]. 傳秀云,鮑瑩.  煤炭學(xué)報(bào). 2013(S1)
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[4]偏氯乙烯共聚物/納米水滑石復(fù)合材料及多孔炭的制備與表征[J]. 吳啟強(qiáng),包永忠.  化工學(xué)報(bào). 2011(04)
[5]殼聚糖制備多孔炭及其在電化學(xué)超級(jí)電容器中的應(yīng)用(英文)[J]. 季倩倩,郭培志,趙修松.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(05)
[6]多孔炭材料在二氧化鈦光催化水處理中的應(yīng)用[J]. 張金嶺,鮑旭晨,代曉東,閻子峰.  分子催化. 2009(06)
[7]以石油渣油為原料制備多孔炭[J]. 李燦,黃正宏,張江南,康飛宇,梁吉鋒.  材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[8]新型儲(chǔ)能元件綜述——超級(jí)電容及其應(yīng)用[J]. 周新民,孫暉.  變頻器世界. 2009(06)
[9]超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用[J]. 張杜鵲,歐陽(yáng)海,胡歡.  汽車(chē)工程師. 2009(06)
[10]超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 許檢紅,王然,陳經(jīng)坤,王勇.  電池工業(yè). 2008(05)

博士論文
[1]基于偏氯乙烯嵌段共聚物的多級(jí)多孔炭的制備、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能[D]. 楊杰.浙江大學(xué) 2014
[2]高能量密度超級(jí)電容器的電極材料研究[D]. 翟登云.清華大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3224849