本文關鍵詞：絲瓜絡基和銀耳基生物質多孔炭的制備、表征及性能研究

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【摘要】：生物質多孔炭以比表面積大、孔結構發(fā)達、表面官能團豐富、原料可再生且綠色無污染等特點被廣泛應用于吸附、分離、儲能與催化等領域。由于多孔炭的孔結構參數、比表面積和表面化學對其應用性能起著最主要的決定作用,且與原料本身的特點及制備工藝密切相關。故選擇恰當的生物質前軀體和制備方法,對材料的物理化學參數進行調控及研究結構與性能的關系具有重要的意義。本文選擇絲瓜絡和生物菌兩種生物質為碳前軀體,經H202和EDTA-2Na預處理,通過炭化和KOH活化后得到多孔炭材料。采用XPS、元素分析和N2吸脫附等表征方法研究了預處理、堿炭比對材料孔結構和表面化學的影響。其中以絲瓜絡為前軀體制備得到的多孔炭具有適宜的孔分布和開孔型結構,堿炭比3：1、800℃活化的樣品BET比表面積達到2402 m2g-1,孔分布在0.7 nm-2.7 nm之間,各級孔道相互連通,且表面具有豐富的含氧官能團,因此表現出良好的電容性能和較高的循環(huán)穩(wěn)定性。在三電極KOH超級電容體系中0.1 A g-1電流密度下比容量達499 Fg-1,且在10 Ag-1下依舊保持303 F g-1的容量,循環(huán)性能優(yōu)良,5 Ag-1下循環(huán)10000次電容保持率為91.3%；兩電極SBP-BF4/AN體系下,其表現出25.3 Wh Kg-1的能量密度。以生物菌為前軀體制得的多孔炭BET比表面積高達3592 m2g-1,比絲瓜絡炭具有更多的中孔,在三電極KOH超級電容體系中0.1 A g-1電流密度下比容量較高,且在15 A g-1下依舊保持288F g-1的容量。
【關鍵詞】：生物質 多孔炭 孔結構 超級電容器 氣體吸附
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 引言13
• 1.2 多孔炭13-16
• 1.2.1 多孔炭概述13-14
• 1.2.2 原料及制備工藝14-15
• 1.2.3 多孔炭的結構及表面性能15-16
• 1.3 多孔炭用于超級電容器16-17
• 1.4 CO_2捕獲和儲氫17-20
• 1.4.1 CO_2捕獲17-19
• 1.4.2 儲氫19-20
• 1.5 立題依據和研究內容20-21
• 1.5.1 立題意義和背景20-21
• 1.5.2 主要研究內容和預期創(chuàng)新之處21
• 參考文獻21-29
• 第二章 實驗部分29-35
• 2.1 主要試劑、原料及儀器29-30
• 2.2 樣品的制備方法及步驟30-31
• 2.2.1 絲瓜絡基多孔活性炭的制備30
• 2.2.2 生物菌基多孔活性炭的制備30-31
• 2.3 表征與測試31-35
• 2.3.1 熱重分析(TG)31
• 2.3.2 X-射線衍射分析(XRD)31
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)31
• 2.3.4 透射電子顯微鏡(TEM)31
• 2.3.5 拉曼光譜分析(Raman)31
• 2.3.6 元素分析測試31-32
• 2.3.7 X射線光電子能譜分析(XPS)32
• 2.3.8 氣體吸附測試32
• 2.3.9 電化學性能測試32-35
• 第三章 絲瓜絡基多孔炭的制備與表征35-55
• 3.1 絲瓜絡生物質TG/DTA分析35-36
• 3.2 多孔活性炭形貌分析36-37
• 3.3 XRD和拉曼分析37-38
• 3.4 元素分析和XPS38-40
• 3.5 N_2吸附孔結構分析40-43
• 3.6 電化學性能的研究43-51
• 3.6.1 6M KOH三電極體系電化學性能分析43-49
• 3.6.2 兩電極1 M SBP-BF_4/AN體系49-51
• 3.7 本章小結51-52
• 參考文獻52-55
• 第四章 生物菌基多孔炭的制備與表征55-69
• 4.1 生物菌原料TG分析55-56
• 4.2 生物菌基多孔炭形貌分析56
• 4.3 拉曼分析56-57
• 4.4 元素分析和XPS57-59
• 4.5 N_2吸附孔結構分析59-61
• 4.6 CO_2捕獲性能61-62
• 4.7 電化學性能62-65
• 4.8 本章結論65-66
• 參考文獻66-69
• 第五章 結論69-71
• 致謝71-73
• 研究成果及發(fā)表的學術論文73-75
• 作者及導師簡介75-76
• 附件76-77

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本文編號：607336