多孔炭材料由于高的比表面積、發(fā)達的孔結構、良好的導電性、優(yōu)良的物化穩(wěn)定性及成本低等特點,使其可以廣泛應用于氣體吸附、化學儲能、催化劑載體等領域。制備多孔炭材料的前驅物有很多種,而生物質資源豐富,綠色無污染,價格低廉,是一種很好的前驅物。因此以生物質為前驅物制備生物質多孔炭材料,可以降低制備成本,實現(xiàn)資源最大化利用。本文中,我們以竹筍殼和大蒜皮兩種生物質為碳源分別制備幾種高比表面積的多孔炭材料,通過進一步調控生物質多孔炭的結構,使其更加適用于CO₂吸附和超級電容器電極材料,并探究多孔炭的結構對CO₂吸附和超級電容器性能的影響。本論文的主要研究內容如下:首先,以農業(yè)生物廢棄物竹筍殼為原料,三聚氰胺為氮源,采用水熱炭化后進行KOH活化制備得到N摻雜層次多孔炭。未摻雜N的多孔炭具有高的介孔率和一定量的微孔與合適的比表面積,CO₂吸附量在0 ^oC和25 ^oC下分別為5.23mmol/g和3.29 mmol/g。摻雜N的多孔炭比表面積最高達到3350 m²/g,介孔主... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源消耗統(tǒng)計年鑒對多孔炭材料進一步的研究發(fā)現(xiàn)，合適的前驅物和制備方法是制備具有特殊

活化法[55-57]、模板法[45-46]、鹽融法[41-42]和溶膠凝膠法[43-44]。多孔炭材料的孔結構可以根據實際需求來調控，根據國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)的定義，可將多孔炭材料中的孔分為三類，包括孔徑低于 2 nm 的微孔；孔徑介于 2-50 nm的介孔和孔徑大于 50 nm 的大孔[58]。如圖 1.2 所示，不同的孔結構。一般來說，從多孔炭材料中的孔徑大小可將其分為微孔碳、介孔碳、大孔碳和層次多孔碳。不同多孔炭材料孔徑大小的差異，導致其結構和性質均有很大的差別，使它們能夠在吸附、催化、能源等領域顯示出其特有的優(yōu)勢，成為當下的研究熱點。

雖然其他的元素含量較少，但是對于生物質多孔炭材料來說至關重要，使材料的應用范圍更廣。如在生物質多孔炭材料中摻雜 N、P 元素，不僅可以提材料的親水性，也能提高材料的導電性[20,49,87,115]。目前制備生物質多孔炭的方主要包括高溫碳化法、水熱法、活化法(物理活化和化學活化法)，還有一些其方法如熔融鹽法、有機凝膠碳化法、模板法等。通過不同的生物質前驅物和制方法得到的生物質多孔炭，其結構和組成不盡相同，可以應用在不同的領域。些生物質本身就含有多孔結構及大量的表面官能團，經過簡單的物理處理就能接使用。還有一些植物內部含有多孔結構，經過簡單的物理及化學處理后仍保著類似的多孔結構，可以用作氣體吸附，如竹炭用來凈化水和吸附甲醛等；而過化學方法處理后制備的生物質多孔炭，物理和化學性質都有很大的改變，可用于氣體吸附與分離[39,64,116-117]、廢水處理[118-119]、電化學儲能與轉化[88,120-121]催化劑載體[122]等領域。

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3320326