豆粕活性炭的微观结构及其电化学性能研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目豆粕活性炭的微观结构及其电化学性能研究作者姓名靳江龙学科专业材料学指导教师张瑞军教授2015年12月中图分类号：TQ424.1学校代码：10216UDC：620密级：公开工学硕士学位论文豆粕活性炭的微观结构及其电化学性能研究硕士研究生：靳江龙导师：张瑞军教授申请学位：工学硕士学科专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年12月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMaterialsScienceTHESTRUCTUREANDELECTROCHEM

2、ICALPROPERTIESOFBEANPULPACTIVATEDCARBONbyJinJianglongSupervisor:ProfessorZhangRuijunYanshanUniversityDecember2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《豆粕活性炭的微观结构及其电化学性能研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。

3、本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《豆粕活性炭的微观结构及其电化学性能研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（

4、请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要超级电容器因其充电时间短、工作寿命长、使用温度范围宽、对环境友好等优异的性能，使其在储能领域得以突显。目前，人们主要研究超级电容器的电极材料，以获得高比容的超级电容器。而炭材料更以高比表面积、优异的电化学性能、绿色无污染等特点受到广大科研工作者的青睐。在此，为了得到高比电容炭电极材料，我们主要进行了如下工作。o本文以豆粕为炭源：（1）首先在400C条件下对豆粕进行预炭化，然后以KOHo为活化剂，采用KOH/C之比（质量比）为1、2、3、4在800C对预炭

5、化所得炭粉进行活化探索活化比例对活性炭DP-X-Y（X：活化比例；Y：活化温度）结构性能o的影响；另外还在KOH/C之比为3时，分别在600、700、800、900C下进行活化o探索温度对活性炭结构性能的影响（2）用ZnCl2作为活化剂，在550C下以ZnCl2/DP（氯化锌/豆粕）之比（质量比）分别为0.5、1、2对豆粕进行活化；同时，当ZnCl2/DPoo为1时，还在450C和600C对豆粕进行活化，以探索制备活性炭ZDP-X-Y（X：活化比例；Y：活化温度）的最优工艺条件。同时，我们还分别用拉曼光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显

6、微镜、透射电子显微镜和红外光谱仪等测试仪器对活性炭的微观结构进行了表征。并用KOH电解液，在两电极体系中研究了豆粕活性炭的电化学性能。o结果表明：以KOH为活化剂时，在800C下随着活化比例的增大，豆粕活性炭的石墨层间逐渐打开；当KOH/C为3时，活化温度升高时，活性炭的石墨化程度先减小后增大，炭结构蚀刻加剧。经检测，试样DP-3-800具有超高的比表面积和优越-1-1的分级孔结构。在电化学测试中，其比电容值可达250Fg。在5Ag的电流密度下，10000次循环后，其比电容值保持率为97%；以ZnCl2为活化剂时，随着活化比例的升高

7、，所得活性炭的石墨化程度先减小后增大。经元素检测分析，低温下获得的豆粕活性炭中含有氮元素，在其循环伏安测试曲线中可以清晰的看到氧化还原峰的存在，即在测试中有赝电容产生。测试结果显示，试样ZDP-1-550具有最高的比-1电容值，能够达到121Fg。关键词：超级电容器；豆粕；活性炭；双电层电容；赝电容IAbstractAbstractSupercapacitor,becauseithastheadvantagesofshortchargingtime,longworkinglife,wideworkingtemperature,fri

8、endlytoenvironment,makeitoutstandinginthefieldofenergystorage.Atthepresent,themainresearchofsupercapacitorisfocusedon