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《生物質(zhì)碳材料的制備及電化學(xué)性能》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringPreperationandElectrochemicalPerformanceofBiomassbasedCarbonMaterialsPh.D.Candidate：ChengchengZhangMajor：MaterialsScienceandEngineeringSupervisor：Prof.JijiangFuWuhanUniversityofScienceandTechnologyWu
2、han,Hubei430081,P.R.ChinaMay19,2015摘要超級電容器是一種具有大的功率密度、長的循環(huán)壽命、高的安全性的新型儲能器件，廣泛應(yīng)用于便攜電子設(shè)備、混合動力汽車等領(lǐng)域。碳材料因其高導(dǎo)電性、廉價以及高化學(xué)穩(wěn)定性，是目前商用的最主要超級電容器材料。將廢棄生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為碳材料不僅合理利用了資源，而且從一定程度上解決了傳統(tǒng)處理方式造成的環(huán)境問題。本論文以三種不同的生物質(zhì)為前驅(qū)體，分別通過與KOH的活化處理得到多孔結(jié)構(gòu)的活性炭，并通過進(jìn)一步的復(fù)合，優(yōu)化材料整體電容性能。（1）以稻殼為前驅(qū)體，經(jīng)過活化處理后得到具有高比表面積（2523.4m2/g）的多孔活性炭，在1
3、A/g的電流密度下的比電容高達(dá)250F/g，循環(huán)穩(wěn)定性也較為突出，經(jīng)過10000次循環(huán)之后比電容仍能保持初始的86.6%；（2）以柚子皮為前驅(qū)體，活化處理得到的多孔活性炭與石墨烯和碳納米管復(fù)合制備成柔性自支撐的膜電極，不需要額外的粘合劑和集流體，直接作為電極材料應(yīng)用。石墨烯和碳納米管不僅作為整體結(jié)構(gòu)的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而且極大提升了材料的機械彎折性能。其中的活性炭貢獻(xiàn)的比電容從187F/g提高到210F/g，倍率性能也有一定的改善；（3）將葡萄糖與氧化石墨烯混合水熱制備了片層結(jié)構(gòu)的石墨烯/活性炭復(fù)合材料，后續(xù)的活化處理改善了活性炭的比表面積，更有利于電解液的浸潤和離子的遷移，插入
4、其中的石墨烯片層提供了良好的電子導(dǎo)電性，為材料整體性能的優(yōu)異提供了保證。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；超級電容器；多孔活性炭；復(fù)合材料IAbstractSupercapacitors,whichareefficientenergystoragedeviceswithsuperiorpowerdensity,longcyclelife,highsecurity,arewidelyusedinthefieldofportableelectronicproductsandhybridelectricvehicles.Currentlycommerciallyavailablesupercapac
5、itorsareofelectricaldouble-layercapacitors(EDLCs).Biomassesarerecyclableandabundantonearthandtheirconversionintousablecarbonisagreenandeconomicalmethod.Inthisarticle,weusethreedifferentbiomassmaterialsasprecursorstoprepareporousactivatedcarboninthepresenceofpotassiumhydroxide.Moreprocedures
6、havebeendonetooptimizethecapacitiveperformanceoftheoverallmaterials.(1)Ricehuskwasactivatedwithpotassiumhydroxidetomanufacturetheporousactivatedcarbonwhichhasaspecificsurfaceareaof2523.4m2/g.Itperformshighspecificcapacitanceof250F/ginthecurrentdensityof1A/gandexcellentcyclingstabilitywhoses
7、pecificcapacitanceremains86.8%after10000cycles.(2)Shaddockpeelwastransformedtoporousactivatedcarbon.Grapheneandcarbonnanotubeswereusedasannexingagenttoformflexiblefreestandingelectrodefilmwhichcanbedirectlyusedassupercapacitorelectrodewithoutbinderandcur
