生物質(zhì)具有可再生、資源豐富、價格低廉等特點。以生物質(zhì)為碳源制備生物質(zhì)基炭材料能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用,提高生物質(zhì)的附加值,減少因直接焚燒生物質(zhì)廢棄物造成的環(huán)境污染問題,具有節(jié)能、增值、環(huán)保等特點。生物質(zhì)因其獨特的微觀結(jié)構(gòu)和豐富的微量元素,為制備功能化的炭材料提供了有利條件。針對不同的生物質(zhì)原料,采取的預處理方法、活化劑用量、活化溫度等都會對制備得到的炭材料產(chǎn)生較大的影響。本論文選取新疆地區(qū)的四種生物質(zhì)廢棄物資源為原料,通過水熱預碳化、堿活化和直接活化的方法來制備生物質(zhì)基炭材料,并對炭材料的微觀結(jié)構(gòu)、石墨化程度、元素含量及其在電化學電容器中的應用進行研究。1、以生物質(zhì)煙草為原料,通過水熱除雜進而熱解得到煙草基多孔炭,對其KOH活化得到煙草基活性炭。結(jié)果分析表明,KOH活化有效提高了煙草基多孔炭的比表面積、微孔分布,豐富的微孔有利于電化學超級電容器的儲能,豐富的含氧官能團為炭材料的儲能提供了贗電容。在三電極體系下,以6 mol/L的KOH為電解液,在電流密度為0.5 A g^-1的條件下活性炭容量達148 F g^-1,相比于煙草基多孔炭容量值提高了4...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    引言
    1.1 生物質(zhì)概述
    1.2 生物質(zhì)基炭材料
        1.2.1 生物質(zhì)基多孔炭
        1.2.2 生物質(zhì)基活性炭
        1.2.3 生物質(zhì)基炭氣凝膠
        1.2.4 生物質(zhì)基石墨烯
    1.3 生物質(zhì)基炭材料在超級電容器中的應用
        1.3.1 超級電容器概述
        1.3.2 超級電容器的分類
        1.3.3 超級電容器的組成
        1.3.4 生物質(zhì)基炭材料應用于超級電容器研究進展
    1.4 本論文的研究目的、思路、內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.4.1 研究目的和思路
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料與儀器設備
        2.1.1 實驗原料與實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器與實驗設備
    2.2 材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 X射線衍射(XRD)
        2.2.2 比表面積分析儀(BET)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.5 拉曼光譜分析儀(Raman)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 電化學測試
        2.3.1 三電極體系的組裝與測試
        2.3.2 兩電極體系的組裝與測試
第三章 煙草基炭材料的制備及其超級電容性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料的預處理
        3.2.2 煙草基活性炭的制備
    3.3 材料的表征分析
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 BET分析
        3.3.3 SEM分析
        3.3.4 Raman分析
        3.3.5 XPS分析
    3.4 電化學性能測試
        3.4.1 循環(huán)伏安測試
        3.4.2 恒流充放電測試
        3.4.3 兩電極性能測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 棉籽殼基炭材料的制備及其超級電容性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 棉籽殼的預處理
        4.2.2 棉籽殼基炭材料制備
    4.3 材料的表征分析
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 BET分析
        4.3.3 SEM分析
        4.3.4 Raman分析
        4.3.5 XPS分析
    4.4 電化學性能測試
        4.4.1 循環(huán)伏安測試
        4.4.2 恒流充放電測試
        4.4.3 兩電極性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 榆錢花基炭材料的制備及其超級電容性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 原料的預處理
        5.2.2 榆錢花基活性炭的制備
    5.3 材料的表征分析
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 BET分析
        5.3.3 SEM分析
        5.3.4 TEM分析
        5.3.5 Raman分析
        5.3.6 XPS分析
    5.4 電化學性能測試
        5.4.1 循環(huán)伏安測試
        5.4.2 恒流充放電測試
        5.4.3 兩電極性能測試
    5.5 本章小結(jié)
第六章 葡萄糖基炭材料的制備及其超級電容性能研究
    6.1 引言
    6.2 葡萄糖基炭材料的制備
    6.3 材料的表征分析
        6.3.1 XRD分析
        6.3.2 BET分析
        6.3.3 TEM分析
        6.3.4 Raman分析
        6.3.5 XPS分析
    6.4 電化學性能測試
        6.4.1 循環(huán)伏安測試
        6.4.2 恒流充放電測試
        6.4.3 兩電極性能測試
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)果與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3803683