生物质基多级孔碳材料的制备及其吸附和电化学性能

《生物质基多级孔碳材料的制备及其吸附和电化学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ｎ．－中图分类号：Ｏ６１３．７１密级｜：公开ＵＤＣ：５４４．４学校代码：１００８２ＨＥ巳ＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文生物质基多级孔碳材料的制备及其吸附和电化学性能？论文作者：杜娟指导教师：陈爱兵教授．副指导教师：于奕峰教授申请学位类别：工学硕士学科、领域：化学工程与技术所在单位：化学与制药工程学院答辩日期：２０１８年５月河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声所呈交的学位论文，，是本人在导师的指

2、导下独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果，本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：麵＞／《年／月曰年／月曰７？河北科技大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学

3、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。□保密，在＿年解密后适用本授权书。本学论文属于＾“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名：年／月曰ｙ多年ｆ月７曰？／ClassifiedIndex：O613.71SecrecyRate：PublicizedUDC：544.4UniversityCode：10082DissertationfortheMasterDegreeHierarchicalCarbonM

4、aterialsDerivedfromBiomassforAdsorptionalandElectrochemicalPerformanceCandidate：DuJuanSupervisor:Prof.ChenAibingAssociateSupervisor：Prof.YuYifengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringandTechnologyEmployer：CollegeofChemical&Ph

5、armaceuticalEngineeringDateofOralExamination:May,2018摘要多级孔碳是一种被广泛关注的功能化材料，具有良好的导电性，很强的骨架刚性以及大的比表面积等诸多优良的性能。因此，它们在许多方面得到了广泛的应用，如吸附剂、燃料电池、超级电容器和催化剂载体等。从天然资源中直接获得的碳前驱体并用于制备具有良好结构的多级孔碳材料，对于减少资源浪费、降低成本具有重要的意义。本文选用合适的生物质，分别制备了多级孔碳粉末(HPC)、整体块状碳(WCM)和碳纤维气凝胶(N-CFA)，并考察了

6、其CO2吸附或电化学性能。1）利用菊花茶残余废物制备了对CO2具有良好吸附性能的多级孔碳粉末。N2吸附-脱附分析表明，ZnCl2/菊花比例（即活化剂用量）和碳化温度（活化温度）对于比表面积和多级孔结构是关键因素。同样，实验证明比表面积和多级孔结构是CO2吸附性能的关键因素。2）利用含水丰富的冬瓜为碳源制备了整体块状的多级孔碳WCM材料，其可用作对称超级电容器中的高效全碳电极。这种合成策略结合了冷冻干燥和直接碳化的操作并且没有经过任何化学或物理活化。所制备的WCM具有高度层级孔结构，大比表面积和突出的机械强度。采用WC

7、M作为超级电容器中的全碳电极，显示了其突出的电容量和稳定性。3）纯棉花用作纤维模板以制备柔性整体相貌的碳纤维气凝胶，并且在棉花表面上原位生长ZIF-8以产生丰富的层级孔结构和氮掺杂。所制备的N-CFA呈现宏观的整体形态，具有高度良好的柔韧性。ZIF-8的引入赋予了N-CFA高的表面积，富含多孔结构和氮掺杂。在超级电容器中用作不含任何粘合剂的电极时，N-CFA显示出良好的性能。关键词多级孔碳；生物质；整体碳；碳纤维气凝胶；CO2吸附；全碳电极；超级电容器。IAbstractHierarchicalporouscarbo

8、nmaterialshavebeenwidelyappliedduetogoodelectricalconductivity,strongskeletonrigidity,andlargespecificsurfacearea.Therefore,theyhavebeenusedinmanyfields,suchasadsorbents,fue