木屑基生物質活性炭的改性提升超級電容器/電催化性能
發(fā)布時間：2023-04-23 13:07
生物質資源在我國有著極為廣泛的分布,但大量的生物質資源未能得到有效利用,不僅造成了資源上的浪費,同時也帶來了環(huán)境污染的問題。近年來,生物質炭化轉化為活性炭技術因具有能量轉換效率高、污染小與方便高效等獨特優(yōu)勢,引起社會的廣泛關注。生物質活性炭具有發(fā)達的孔隙結構,極高的比表面積,優(yōu)良的電導率與物理化學性能穩(wěn)定,因此在多個領域被廣泛應用,如超級電容器電極材料與電催化材料等。本文以梧桐木屑為生物質原材料,采用化學活化法制備活性炭樣品,通過對活性炭樣品進行表征和篩選得到優(yōu)化樣,將優(yōu)化后樣品進行進一步的雜原子摻雜并在超級電容器電極材料和燃料電池電極材料上應用,所得結論如下:(1)以梧桐木屑為原料,氫氧化鉀為活化劑,采取3組單因素實驗,研究了活化溫度、活化時間與堿料比3個工藝參數(shù)對梧桐木屑活性炭比表面積與比電容量的影響;最終得出最優(yōu)制備條件為活化溫度800℃,活化時間120min,堿料比為1∶3。此條件下的活性炭樣品PC活性炭比表面積達到2498.1m2/g,總孔容為1.34cm3/g,平均孔徑為2.23nm;在1A g-1的電流密度...
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 生物質活性炭材料簡介及發(fā)展
1.2.1 生物質簡介
1.2.2 生物質基活性炭簡介
1.2.3 生物質活性炭的制備方法
1.3 超級電容器簡介及發(fā)展
1.3.1 超級電容器的概念及特點
1.3.2 超級電容器的結構及組成
1.3.3 超級電容器的儲能機理及種類
1.3.4 生物質基多孔碳材料在超級電容器中的應用
1.4 燃料電池簡介
1.4.1 燃料電池的概念及特點
1.4.2 燃料電池基本結構以及工作原理
1.4.3 生物質基多孔碳材料在燃料電池中的應用
1.5 研究意義與研究內容
第二章 實驗方法
2.1 實驗藥品與儀器
2.1.1 實驗藥品
2.1.2 實驗儀器
2.2 材料表征儀器
2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
2.2.2 場發(fā)射透射電子顯微鏡
2.2.3 X-射線衍射分析
2.2.4 傅里葉紅外光譜
2.2.5 X射線光電子能譜儀
2.2.6 元素分析
2.2.7 孔隙和比表面積分析儀
2.2.8 工業(yè)分析
2.3 材料電化學性能測試
2.3.1 循環(huán)伏安測試
2.3.2 恒流充放電法測試(GCD)
2.3.3 電化學交流阻抗測試(EIS)
2.3.4 循環(huán)性能測試
第三章 氫氧化鉀活化制備梧桐木屑生物質活性炭在超級電容器中應用
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗原料
3.2.2 活性炭的制備
3.2.3 超級電容電極材料的制備
3.2.4 分析檢測方法
3.3 結果與討論
3.3.1 活化溫度對活性炭比表面積與比電容的影響
3.3.2 活化時間對活性炭比表面積的影響
3.3.3 堿料比比對活性炭比表面積的影響
3.3.4 活性炭的表征
3.3.5 木屑活性炭的超級電容器性能
3.4 本章總結
第四章 Co/N共摻雜生物質活性炭提升超級電容器性能
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 制備鈷氮摻雜生物質活性炭催化劑材料
4.2.2 催化劑電極材料的制備
4.2.3 電化學性能測試
4.3 結果與討論
4.3.1 生物質活性炭的形貌表征分析
4.3.2 X-射線衍射儀表征
4.3.3 X-射線光電子能譜儀表征
4.3.4 催化劑的電化學性能
4.4 本章總結
第五章 Fe/N共摻雜生物質活性炭提升氧化還原性能
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.2.1 制備鐵氮摻雜生物質活性炭催化劑材料
5.2.2 催化劑電極材料的制備
5.2.3 電化學性能測試
5.3 結果與討論
5.3.1 生物質活性炭的形貌表征分析
5.3.2 X-射線衍射儀表征
5.3.3 X-射線光電子能譜儀表征
5.3.4 催化劑的電化學性能
5.4 本章總結
第六章 總結
參考文獻
攻讀碩士期間學歷成果
本文編號：3799780
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 生物質活性炭材料簡介及發(fā)展
1.2.1 生物質簡介
1.2.2 生物質基活性炭簡介
1.2.3 生物質活性炭的制備方法
1.3 超級電容器簡介及發(fā)展
1.3.1 超級電容器的概念及特點
1.3.2 超級電容器的結構及組成
1.3.3 超級電容器的儲能機理及種類
1.3.4 生物質基多孔碳材料在超級電容器中的應用
1.4 燃料電池簡介
1.4.1 燃料電池的概念及特點
1.4.2 燃料電池基本結構以及工作原理
1.4.3 生物質基多孔碳材料在燃料電池中的應用
1.5 研究意義與研究內容
第二章 實驗方法
2.1 實驗藥品與儀器
2.1.1 實驗藥品
2.1.2 實驗儀器
2.2 材料表征儀器
2.2.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
2.2.2 場發(fā)射透射電子顯微鏡
2.2.3 X-射線衍射分析
2.2.4 傅里葉紅外光譜
2.2.5 X射線光電子能譜儀
2.2.6 元素分析
2.2.7 孔隙和比表面積分析儀
2.2.8 工業(yè)分析
2.3 材料電化學性能測試
2.3.1 循環(huán)伏安測試
2.3.2 恒流充放電法測試(GCD)
2.3.3 電化學交流阻抗測試(EIS)
2.3.4 循環(huán)性能測試
第三章 氫氧化鉀活化制備梧桐木屑生物質活性炭在超級電容器中應用
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗原料
3.2.2 活性炭的制備
3.2.3 超級電容電極材料的制備
3.2.4 分析檢測方法
3.3 結果與討論
3.3.1 活化溫度對活性炭比表面積與比電容的影響
3.3.2 活化時間對活性炭比表面積的影響
3.3.3 堿料比比對活性炭比表面積的影響
3.3.4 活性炭的表征
3.3.5 木屑活性炭的超級電容器性能
3.4 本章總結
第四章 Co/N共摻雜生物質活性炭提升超級電容器性能
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 制備鈷氮摻雜生物質活性炭催化劑材料
4.2.2 催化劑電極材料的制備
4.2.3 電化學性能測試
4.3 結果與討論
4.3.1 生物質活性炭的形貌表征分析
4.3.2 X-射線衍射儀表征
4.3.3 X-射線光電子能譜儀表征
4.3.4 催化劑的電化學性能
4.4 本章總結
第五章 Fe/N共摻雜生物質活性炭提升氧化還原性能
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.2.1 制備鐵氮摻雜生物質活性炭催化劑材料
5.2.2 催化劑電極材料的制備
5.2.3 電化學性能測試
5.3 結果與討論
5.3.1 生物質活性炭的形貌表征分析
5.3.2 X-射線衍射儀表征
5.3.3 X-射線光電子能譜儀表征
5.3.4 催化劑的電化學性能
5.4 本章總結
第六章 總結
參考文獻
攻讀碩士期間學歷成果
本文編號：3799780
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