【5A版】开题报告PPT.pptx

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1、开题报告以生物质为碳源合成高性能碳电极材料与其储能特性应用指导老师：xxx报告人：xxx目录01选题背景02依据、目的和意义03本课题的研究内容和方法04分析与讨论05参考文献PartOne选题背景1化石能源短缺2环境恶化3全球气候变暖4新能源研究PartTwo依据、目的和意义一、依据1生物质能生物质能源是利用自然界中的太阳能，然后以化学能方式来将太阳能贮藏在生物体中的能量，如植物的光合作用，所以说，生物质便是生物质能的储存场所。生物质能储存场所2生物质炭（AC）生物质碳，就是由植物、农业和畜牧业在生产过程中产生的各

2、种粪便以及其他垃圾等生物质制备而成的一类多孔的碳材料。碳材料具有独特的特性，如良好的耐热性，较高导热性，优良的耐腐烛性，导电性强等长处3超级电容器超级电容器从储能机理上面分的话，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。是一种新型储能装置。主要优点优点充电时间短工作温度范围宽充放电循环寿命长功率密度高二、目的及意义碳材料本身具有结构稳定和导电性能良好等优点，将其用作超级电容器电极材料，功率密度高且循环寿命长。成为了科研机构所和生产商研究的热点。然而，我们知道以煤碳、木材和煤炭为前驱体的商用的AC并不是可再生资源，只会越来

3、越少。所以绿色可再生新材料的开发与利用成了这些年来研究的热点。我们以价格低廉的生物质火龙果皮（DF）,罗汉果皮（MG），柚子皮（PP）以及梧桐絮（FC）作为前驱体制备AC，不仅能够降低生产成本，还能提高农业废弃物的利用率。超级电容器的充放电时间短、功率密度高和循环寿命长，引起了广泛的关注。AC是理想的电极材料之一。包括各种糖类、农林副产物及食品废弃物在内的生物质材料用作制备AC的前驱体，一方面使资源得到合理的应用，另一方面解决了因传统处理方式而导致的环境问题。PartThree本课题的研究内容和方法一、研究内容本论文

4、制备了4种生物质AC，还制备了双金属氧化物与AC的复合物，氢氧化物与AC的复合物，并探讨了它们的电容性能，下面是主要研究内容：（1）分别以DF、MG和FC为前驱体，先在Ar气氛中进行碳化，采用KOH活化后再在Ar气氛中进行高温煅烧制备得到ACs。分析这些制备得到的ACs的电化学性能。（2）以柚子皮（PP）作为前驱体，先在Ar气氛中进行碳化，采用KOH活化后再在Ar气氛中进行高温煅烧制备了PP-AC。探讨了活化剂KOH不同摩尔浓度对所制备的生物质碳材料的影响，研究作为超级电容器电极材料的复合材料的超电容性能。DFMGF

5、CPP二、实验方法——化学活化法制备DF-AC、MG-AC、FC-AC、PP-AC流程收集DF、MG、FC和PP清洗干燥碳化反应1h活化处理1h清洗干燥材料表征电极制备电化学性能表征结果与讨论1、材料表征（1）扫描电子显微镜分析扫描电子显微镜（SEM）通过利用聚焦电子束，扫描样品的表面，激发样品表面的各种物理信号，调制成像。其成像原理与电视摄影显像相似。（2）氮气吸附脱附分析常压下，通过连续流动的氮气吸附来测试比表面积的方法称为氮气吸附脱附实验。（3）拉曼光谱分析拉曼光谱分析（Raman）通过分析与入射光频率不同的散

6、射光谱，得到分子转动和振动的信息，并将其应用在分子结构研究中的分析方法。它是一种散射光谱。拉曼光谱仪石墨烯拉曼光谱图（4）傅立叶红外光谱分析红外光谱分析（FTIR）能够通过红外光谱分析物质分子，确定物质结构后鉴别化合物。不同的物质由不同的分子结构组成，不同的分子又拥有不同的红外吸收光谱。FTIR通过测定和分析红外辐射的特征吸收来实现对分子结构的鉴定及分析。通过对分子的结构和化学键进行研究，FTIR可以应用在表征和鉴别被检测物质的成分及种类上。傅立叶红外光谱仪石墨烯红外光谱图（5）X射线衍射分析X射线衍射分析（XRD）

7、是一种分析结构的方法。其原理是X射线接触到被测物质表面，被测物质晶体内部的离子或原子会令X射线发生散射。在某些方向上，发生散射的X射线会变得更强，与晶体结构相对应的特征衍射就会显示出来。工业级氧化石墨烯X射线衍射图X射线衍射仪（6）X射线光电子能谱分析存在于元器件与显微分析电子材料中的一种分析技术即为X射线光电子能谱技术(XPS。它既能够为化学研究提供原子价态和分子结构方面的信息，还能为电子材料的研究提供各种化合物的化学状态、化学键、元素组成和分子结构方面的信息。分析电子材料时，XPS提供的化学信息较为全面。X射线光

8、电子能分析仪光电子能谱图2、电极制备——电极的制备过程在一定程度上影响着材料的电化学性能。电聚合法和涂覆法是最常见的制备电极的方法。本研究采用的电极制备方法是涂覆法。电极制备工艺图和浆活性物质导电炭黑均匀超声涂片PTFE压片3、电化学性能测试本研究的电化学测试在三电极体系中进行。制备得到的电极作工作电极、Pt电极作对电极、Hg/HgO作参比电极