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1、開題報告以生物質(zhì)為碳源合成高性能碳電極材料與其儲能特性應用指導老師：xxx報告人：xxx目錄01選題背景02依據(jù)、目的和意義03本課題的研究內(nèi)容和方法04分析與討論05參考文獻PartOne選題背景1化石能源短缺2環(huán)境惡化3全球氣候變暖4新能源研究PartTwo依據(jù)、目的和意義一、依據(jù)1生物質(zhì)能生物質(zhì)能源是利用自然界中的太陽能，然后以化學能方式來將太陽能貯藏在生物體中的能量，如植物的光合作用，所以說，生物質(zhì)便是生物質(zhì)能的儲存場所。生物質(zhì)能儲存場所2生物質(zhì)炭（AC）生物質(zhì)碳，就是由植物、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各
2、種糞便以及其他垃圾等生物質(zhì)制備而成的一類多孔的碳材料。碳材料具有獨特的特性，如良好的耐熱性，較高導熱性，優(yōu)良的耐腐燭性，導電性強等長處3超級電容器超級電容器從儲能機理上面分的話，超級電容器分為雙電層電容器和贗電容器。是一種新型儲能裝置。主要優(yōu)點優(yōu)點充電時間短工作溫度范圍寬充放電循環(huán)壽命長功率密度高二、目的及意義碳材料本身具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和導電性能良好等優(yōu)點，將其用作超級電容器電極材料，功率密度高且循環(huán)壽命長。成為了科研機構(gòu)所和生產(chǎn)商研究的熱點。然而，我們知道以煤碳、木材和煤炭為前驅(qū)體的商用的AC并不是可再生資源，只會越來
3、越少。所以綠色可再生新材料的開發(fā)與利用成了這些年來研究的熱點。我們以價格低廉的生物質(zhì)火龍果皮（DF）,羅漢果皮（MG），柚子皮（PP）以及梧桐絮（FC）作為前驅(qū)體制備AC，不僅能夠降低生產(chǎn)成本，還能提高農(nóng)業(yè)廢棄物的利用率。超級電容器的充放電時間短、功率密度高和循環(huán)壽命長，引起了廣泛的關注。AC是理想的電極材料之一。包括各種糖類、農(nóng)林副產(chǎn)物及食品廢棄物在內(nèi)的生物質(zhì)材料用作制備AC的前驅(qū)體，一方面使資源得到合理的應用，另一方面解決了因傳統(tǒng)處理方式而導致的環(huán)境問題。PartThree本課題的研究內(nèi)容和方法一、研究內(nèi)容本論文
4、制備了4種生物質(zhì)AC，還制備了雙金屬氧化物與AC的復合物，氫氧化物與AC的復合物，并探討了它們的電容性能，下面是主要研究內(nèi)容：（1）分別以DF、MG和FC為前驅(qū)體，先在Ar氣氛中進行碳化，采用KOH活化后再在Ar氣氛中進行高溫煅燒制備得到ACs。分析這些制備得到的ACs的電化學性能。（2）以柚子皮（PP）作為前驅(qū)體，先在Ar氣氛中進行碳化，采用KOH活化后再在Ar氣氛中進行高溫煅燒制備了PP-AC。探討了活化劑KOH不同摩爾濃度對所制備的生物質(zhì)碳材料的影響，研究作為超級電容器電極材料的復合材料的超電容性能。DFMGF
5、CPP二、實驗方法——化學活化法制備DF-AC、MG-AC、FC-AC、PP-AC流程收集DF、MG、FC和PP清洗干燥碳化反應1h活化處理1h清洗干燥材料表征電極制備電化學性能表征結(jié)果與討論1、材料表征（1）掃描電子顯微鏡分析掃描電子顯微鏡（SEM）通過利用聚焦電子束，掃描樣品的表面，激發(fā)樣品表面的各種物理信號，調(diào)制成像。其成像原理與電視攝影顯像相似。（2）氮氣吸附脫附分析常壓下，通過連續(xù)流動的氮氣吸附來測試比表面積的方法稱為氮氣吸附脫附實驗。（3）拉曼光譜分析拉曼光譜分析（Raman）通過分析與入射光頻率不同的散
6、射光譜，得到分子轉(zhuǎn)動和振動的信息，并將其應用在分子結(jié)構(gòu)研究中的分析方法。它是一種散射光譜。拉曼光譜儀石墨烯拉曼光譜圖（4）傅立葉紅外光譜分析紅外光譜分析（FTIR）能夠通過紅外光譜分析物質(zhì)分子，確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)后鑒別化合物。不同的物質(zhì)由不同的分子結(jié)構(gòu)組成，不同的分子又擁有不同的紅外吸收光譜。FTIR通過測定和分析紅外輻射的特征吸收來實現(xiàn)對分子結(jié)構(gòu)的鑒定及分析。通過對分子的結(jié)構(gòu)和化學鍵進行研究，F(xiàn)TIR可以應用在表征和鑒別被檢測物質(zhì)的成分及種類上。傅立葉紅外光譜儀石墨烯紅外光譜圖（5）X射線衍射分析X射線衍射分析（XRD）
7、是一種分析結(jié)構(gòu)的方法。其原理是X射線接觸到被測物質(zhì)表面，被測物質(zhì)晶體內(nèi)部的離子或原子會令X射線發(fā)生散射。在某些方向上，發(fā)生散射的X射線會變得更強，與晶體結(jié)構(gòu)相對應的特征衍射就會顯示出來。工業(yè)級氧化石墨烯X射線衍射圖X射線衍射儀（6）X射線光電子能譜分析存在于元器件與顯微分析電子材料中的一種分析技術即為X射線光電子能譜技術(XPS。它既能夠為化學研究提供原子價態(tài)和分子結(jié)構(gòu)方面的信息，還能為電子材料的研究提供各種化合物的化學狀態(tài)、化學鍵、元素組成和分子結(jié)構(gòu)方面的信息。分析電子材料時，XPS提供的化學信息較為全面。X射線光
8、電子能分析儀光電子能譜圖2、電極制備——電極的制備過程在一定程度上影響著材料的電化學性能。電聚合法和涂覆法是最常見的制備電極的方法。本研究采用的電極制備方法是涂覆法。電極制備工藝圖和漿活性物質(zhì)導電炭黑均勻超聲涂片PTFE壓片3、電化學性能測試本研究的電化學測試在三電極體系中進行。制備得到的電極作工作電極、Pt電極作對電極、Hg/HgO作參比電極
