钴锰氧化物@生物质碳复合材料的制备与电容性能研究

用水热法将锰和钴盐负载于海带衍生生物质碳(BC)表面后经高温热解形成生物质碳负载钴锰氧化物(Co-Mn-O@BC).利用X射线衍射仪和扫描电镜表征了复合材料的物相和形貌,结果表明Co-Mn-O@BC为碳载正方晶系的钴锰氧化物[(Co,Mn)(Co,Mn)2O4],且为绒球状.利用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法评...     

生物质多孔碳材料制备及电化学性能

以衰老树叶为碳源,采用先预碳化后活化的方法合成生物质多孔碳,采用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附,FT-IR等测试手段对其结构表征.结果显示,当碳碱比为3,400℃预碳化3h,600℃高温活化1h后样品以无定型碳形式存在,透光性好,呈现多孔结构,比表面积为1065m2·g-1,孔容为0.91 cm3·g-1,且孔...     

杨树叶衍生生物质碳的制备及其电化学性能研究

以庨价的KOH为活化剂,将杨树叶前驱体转化为有序的多孔碳(HPC).用HPC组装的对称超级电容器表现出优庹的电化学弼能.HPC-4-500的比电容非常高,可以达到305 F/g,拥有着良好的倍率弼能.结果表明,HPC电极具有优庹的电化学弼能.因此,HPC将是一种适用于超级电容器应用的庨价活弼材料.     

菊花茶衍生多孔碳的制备及其超级电容器性能研究

以菊花茶为碳源,以庨价的KOH为活化剂,采用高温煅烧法将菊花茶前驱体转化为暕序的多孔碳(SAPC).循环伏安(CV)测试证明SAPC-600-0.2电容主要由双电层提供且具暕优异的倍率性能.采用恒电流充放电测试(GCD)对SAPC-600-0.2进行电容性分析,电流密庞为1 A/g时,SAPC-600-0.2的比电容达...     

氮掺杂多孔碳的制备及其电化学性能研究

利用溶剂挥发结合高温热聚合法制备了氮掺杂多孔碳(NPC)材料,并通过SEM、TEM、TG、N_2吸附-脱附、XPS等表征手段对样品的微观形貌结构和元素组成进行了分析.结果表明,氮元素掺杂明显增加材料的比表面积和孔体积,当制备的氮掺杂多孔碳材料的含氮量为4.2%(原子分数)时,它的比表面积高达422.0m~2/g高于没有氮掺杂样品的301.1m~2/g.此外,采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗对NPC材料的电化学性能进行了深入研究.测试结果表明氮元素掺杂能够明显增加材料的比电容量,降低材料的内阻,极大提高碳材料的电化学性能.在0.5A/g的电流密度下,通过氮元素掺杂使得材料的比电容从83.8F/g提高至162.8F/g,内阻值从1.39Ω降低至0.47Ω;并且所得的氮掺杂多孔碳样品具有良好的倍率性能和循环稳定性.     

功能化多孔碳纳米球的制备及电化学性能

以聚吡咯(PPy)纳米球为前驱体,经1 000℃高温炭化后,采用KOH在750℃进行活化制备多孔碳纳米球(PCS),并利用对巯基苯胺(PATP)与PCS进行溶剂热反应对PCS进行功能化处理,制备了高密度的功能化多孔碳纳米球(PATP-PCS).结果表明,经过PATP功能化之后,低密度的多孔炭材料转变为高密度的功能化炭材料.PATP-PCS的体积电容在0.5 A/g时可达183.63F/cm~3;当电流密度增大到20 A/g时,体积电容仍有123.14F/cm~3,显示出优异的倍率性能;在电流密度为10A/g的条件下,经过3 000次恒流充放电循环后,其循环寿命高达94.7%,表明了突出的循环稳定性.     

ZnCl_2/PAN基静电纺多孔碳纳米纤维电极的制备及其电容脱盐性能

采用静电纺丝技术制备ZnCl2/聚丙烯腈(PAN)基复合纳米纤维,经预氧化、碳化和HCl处理制得电容器脱盐用多孔碳纳米纤维(简称PCNF)电极.通过扫描电镜、比表面积、红外光谱及接触角技术研究PCNF的形貌、结构性能.结果表明,ZnCl2对纳米纤维丝具有造孔作用,提高了纤维的比表面积,同时改善了纤维的表面亲水性.循环伏安测试证明该PCNF电极具有较高的双电层电容,将其组装电容器,成功用于盐水淡化,单个循环的脱盐量为8.2mg/g,比纯PAN基碳纳米纤维电极提高了5倍.以PCNF作为电极的电容器脱盐循环稳定性好,有望用于苦咸水及海水的淡化处理.     

球形多孔氧化钴/碳复合材料的制备及电容性能研究

采用水热合成和煅烧制备氧化钴/碳(Co3O4/C)复合材料,通过SEM、XRD、N2吸附实验等对该材料进行表征.制备的Co3O4/C复合材料为5μm大小,孔径约为30nm的多孔球形结构.在6mol/L的氢氧化钾溶液中进行电化学测试.结果表明,Co3O4/C复合材料具有良好的电容性能.在电流密度为1A/g时,比电容为143F/g.此外,Co3O4/C复合材料还表现出良好的循环稳定性,在1A/g的电流密度下,充放电循环1000次后,比电容保持率为77.8%.     

不同生物质活性炭的合成与电化学性能

以废弃杨木、柏木及核桃壳3种生物质为碳源,以磷酸为水热助剂和活化剂,经过水热碳化、活化后得到超级电容器用活性炭.用热分析系统对不同碳源的热分解过程进行了分析,用傅里叶红外光谱和X射线衍射仪分析了样品晶型与表面官能团,用恒流充放电和循环伏安法评价了样品的电化学性能以及影响电化学性能的关键因素.结果表明,在有机电解液中,当电流密度为0.1 A/g时,杨木活性炭样品的比容量高达97 F/g,当功率密度为757 W/kg时,其能量密度可达237 Wh/kg.本实验可对废弃生物质的高值循环利用提供参考.     

离子液体溶解法制备超级电容碳及其电化学性能研究

文章以高纤维素废纸屑为原料,利用无机离子液体进行选择性表面溶解处理,得到具有润胀特性的胶状前驱体,在不同温度条件下热解制备生物质多孔碳。800℃下生物质多孔碳比表面积为1 276.3 m²/g,电化学测试结果表明,其具有较高的比电容(271 F/g),经过1 000次循环,电容保持率为90.3%。为了进一步提升超级电容器的电化学性能,在1 mol/L H₂SO₄电解液中加入15 g (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O,超级电容器的比电容得到显著提升,电流密度为10 A/g时,比电容为439 F/g,为原电容器(221 F/g)的2倍。研究结果可为生物质多孔碳超级电容器制备提供参考。     

基于花瓣球形聚苯胺制备多孔炭的研究

以花瓣球形的聚苯胺(PANI)为前驱体,经炭化和KOH活化制备出球形结构的多孔炭.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、低温N2吸脱附、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对多孔炭的形貌、结构和元素组成进行表征,并探讨了炭化温度对多孔炭电化学性能的影响.结果表明:炭化和活化温度分别为750℃和850℃时,获得的多孔炭为直径约2μm的球形粒子,其比表面积高达2 496.6m2/g,并具有合适的多级孔结构分布.当电流密度为0.5A/g时,合成的多孔炭比电容值高达247F/g;当电流密度增大到20A/g时,比电容量仍有182F/g,表现出优良的倍率性能;在电流密度为10A/g的条件下,经1 000次恒电流充放电循环后,其比电容量保持率为102%.     

载锆玉米秸秆生物炭的结构表征及磷吸附效果

以玉米秸秆为原料,利用氧氯化锆浸渍-限氧热解法制备一种新型的载锆生物炭阴离子吸附剂.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积测定(BET-N₂)等手段,对空白生物炭(BC)及载锆生物炭(Zr-BC)的形貌、组成及结构进行表征.结果表明:热解后的生物炭表面形貌粗糙,均发育有裂纹和蜂窝状大孔结构;与BC相比,Zr-BC比表面积和平均孔径都有降低,且表面元素含C量大幅降低,含O量显著增加,Zr质量分数达到15.7%;Zr-BC表面主要官能团有羟基(-OH)、羧基(-COOH)、锆羟基氧化物等,构成吸附性能的结构基础;当pH值为2时,Zr-BC对磷酸盐吸附效果最显著,符合Freundlich等温吸附线模型.通过多种阴离子混合吸附测试发现,Zr-BC对水中磷酸盐有较高吸附量,且选择性较高.     

富含纳米孔活性炭的制备、表征及其吸附性能研究

以玉米秸秆皮为原材料,在无惰性气体氛围下,以ZnCl2为活化剂制备活性炭.以亚甲基蓝为探针分子,通过正交实验获得最优活性炭的制备工艺.通过扫描电镜对所制最优活性炭的表面形貌进行研究,运用氮气吸附-脱附实验对其比表面积和孔容积进行检测,并考察了吸附时间、吸附温度对其吸附亚甲基蓝性能的影响.扫描电镜观测到自制活性炭表面具有大量纳米孔,氮气吸附-脱附实验结果表明,自制活性炭平均孔径为1.98 nm,比表面积达到934 m2/g,孔结构中以微孔为主.自制活性炭在60 min左右可以达到吸附平衡,并且吸附效果随温度升高变化不大,吸附效果明显优于市售活性炭.     

氧化钴多孔薄膜的电化学制备及其超电容性能

采用恒电流沉积方法,以0.2 mol/L CoSO4 1.5 mol/L H2SO4为电镀液,在阴极大电流密度下,以氢气泡为模板,在石墨基体上成功制备了CoOx.yH2O多孔薄膜.通过扫描电子显微镜、循环伏安法和恒电流充放电技术等对CoOx.yH2O多孔薄膜的形貌及超电容性能进行表征和研究,并对CoOx.yH2O多孔薄膜的沉积机理进行了探讨.结果表明:CoOx.yH2O薄膜呈纳米/亚微米级的多孔结构,随阴极电流密度的增加,薄膜的孔径增大;同时,膜层具有优异的充放电性能和功率特性,比电容达64.8 F·g-1,并具有良好的稳定性.     

聚合物共混法制备超级电容器用多孔炭材料

以酚醛树脂为前驱体,以聚乙二醇为致孔剂,采用聚合物共混法制备超级电容器用中孔炭电极材料. 采用N2吸附法测试了炭材料的比表面积和孔结构参数. 采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等评价了其在1mol·L-1Et4NBF4/PC有机电解液中的电化学双电层电容性能. 结果表明,酚醛树脂和聚乙二醇等比例共混炭化制备的多孔炭的比表面积为618m2·g-1,中孔率为59.7%,比电容为32F·g-1,大电流性能和循环性能良好.     

玉米秸秆水解的酶法与稀酸法比较

探讨玉米秸秆在纤维素酶及稀酸作用下的水解方法,并从水解影响因素（水解时间、温度、底物浓度等）及水解机理上,比较了两种纤维素酶与稀硫酸对玉米秸秆水解特性.结果表明：由于酶和酸的水解机理不同,对玉米秸秆的水解影响也不一样,酶水解速度慢,水解得率高,条件温和;稀酸水解速度快,水解得率低,对设备要求高.如果酸和酶结合,则玉米秸秆水解得率有很大的提高.     

固定化啤酒酵母废菌体吸附Pt4+特性的研究

用2％海藻酸钠与l％明胶混合为包埋剂固定啤酒酵母废菌体．固定化啤酒酵母废菌体(ISCWB)呈球形．粒径2～3mm．ISCWB吸附作用受吸附时间、溶液pH值、ISCWB浓度和Pt^4 起始浓度等的影响．但不受温度的影响；吸附作用是一个快速的过程．吸附60min达到平衡．但在最初的5min内吸附量可达最大吸附量的88．4％．吸附Pt^4 的最适pH为2．0．在Pt^4 起始浓度200mg／L、固定化菌体浓度1．6g／L、pH2．0和30℃条件下振荡吸附60min．吸附量为44．0mg／g．TEM观察显示，固定化菌体不仅能吸附Pt^4 而且能将Pt^4 还原成Pt^0．从含Pt^4 95．22mg／L和47．6lmg／L的废铂催化剂处理液中回收铂．其吸附率分别为48．44％和60．72％，吸附量为26．97mg／g和17．2lmg／g．以1．0mol／L盐酸作为解吸剂，解吸率达80．2％．在填充床反应器中．固定化菌体的最大饱和吸附量为21.0mg／g．解吸率为80％．该固定化菌体有较好的应用前景．     

正戊烷发泡法制备多孔碳泡沫材料

选择以间苯二酚和甲醛为原料,碳酸钠为催化剂合成的具有一定粘度的酚醛树脂为前驱体,正戊烷为发泡剂,吐温80为匀泡剂,采用常压物理发泡技术制得了碳泡沫.研究结果表明,所得碳泡沫是一种具有多孔网络结构的轻质固体炭材料,依据制备条件的不同,其密度在0.08-0.20 g·cm^-3之间.当控制前驱体酚醛树脂的粘度约为300 mPa.s,发泡剂的用量为V（正戊烷）∶V（酚醛树脂）=0.25,以及匀泡剂的用量为V（吐温80）∶V（酚醛树脂）=0.10时,可以制备出孔洞互相连通、韧带和接点（韧带连接处）完好的具有良好结构的碳泡沫.     

二氧化碳与环氧丙烷、苯基缩水甘油醚的三元共聚物的制备与性能

采用负载戊二酸锌催化剂催化二氧化碳与环氧丙烷、苯基缩水甘油醚共聚得到了高分子量的三元共聚物.核磁氢谱、碳谱的结果证明了得到的聚合产物是三元共聚聚碳酸酯.该三元共聚物的玻璃化转变温度大于35℃,5%失重温度高于250℃,拉伸强度达30 MPa.由于侧链苯基醚的加入,三元共聚物的柔韧性比二氧化碳与环氧丙烷的二元共聚物更大.