基于丝瓜瓤的活性碳及硫掺杂碳材料的制备及性能研究

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1、硕士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目基于丝瓜瓤的活性碳及硫掺杂碳材料的制备及性能研究作者姓名李志超学科专业应用化学指导教师高发明教授2015年6月-I-中图分类号：TM538学校代码：10216UDC：544密级：公开工学硕士学位论文基于丝瓜瓤的活性碳及硫掺杂碳材料的制备及性能研究硕士研究生：李志超导师：高发明教授申请学位：工学硕士学科专业：应用化学所在单位：环境与化学工程学院答辩日期：2014年5月授予学位单位：燕山大学-II-ADissertationinAppliedChemistryPREPATIONOFACTIVATEDCARBONA

2、NDSULFUR-DOPEDCARBONMATERIALSDERIVEDFROMVEGETABLE-SPONGESANDITSELECTROCHEMICALPERFORMANCEINSUPERCAPACITORbyZhichaoLiSupervisor:ProfessorFamingGaoYanshanUniversityJune,2015燕山大学□士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的□士学位论文《》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读□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

3、献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。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□士学位论文使用授权书《》系本人在燕山大学攻读□士学位期间在导师指导下完成的□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□。（请在以上相应方框内打“√”）作者

4、签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-V-摘要本文主要阐释了生物质活性碳（AC）及硫掺杂活性碳（SAC）的制备和超级电容器性能。通过不同质量比例的KOH活化找到合适的活化比例，通过加入硫脲的KOH活化过程成功合成了含有硫元素的多孔活性炭材料，并通过了一系列表征对材料的物理化学性质以及超级电容器性质进行了探究。通过红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射（XRD）、能谱仪（EDS）、比表面积仪（BET）对材料进行了详细的表征。通过电化学工作站和蓝电电容测试对材料的超级电容器性能进行了测试。以晒干的丝瓜瓤为原材料，通过加热后

5、进行KOH活化得到多孔活性碳材料。测试结果表明，材料经过活化后仍为无定型碳，具有较多的含氧官能团，具有的比表2-1面积最大为1496mg，当mc：mKOH=1：1（碳材料和KOH质量比）时获得的活-1性碳材料在6MKOH电解液中，最大比电容为169.7Fg。以晒干的丝瓜瓤为主体材料，通过加热后采用硫脲、KOH混合活化得到含硫多孔活性炭材料，利用得到的mc：mKOH=1:1为最优活化比，改变硫脲的用量进行实验。测试结果表明，得到了含硫量为1.5~14.32%的硫掺杂活性碳。在活化质量比为m2-1c：mKOH:m硫脲=1:1:1得到性能最优异的材料，其比表面积为1103m

6、g，孔径分-1布优良，含硫量为8.32%，在6MKOH电解液中进行测试，电流密度为1A·g时比-1-1电容达到了224.3F·g，在电流密度为10A·g时循环1W圈后比电容保持率几乎为-1-1100%，在电流密度为0.1A·g时最高的比电容达到了261.3F·g。相较于同样条件-1-1制备的AC电流密度为1A·g时比电容为169F·g，比电容提升量为34%。关键词：超级电容器；硫掺杂活性碳；丝瓜瓤；KOH活化；-VI-燕山大学工学硕士学位论文AbstractThispaperexpoundsthepreparationandpropertiesofactivatedc

7、arbon(AC)andsulfur-dopedactivatedcarbon(SAC)electrodematerialsofsupercapacitor.Inthiswork,Poroussulfur-dopedactivatedcarbon(SAC)materialshavebeenfabricatedbychemicaltreatmentofthevegetable-spongesasprecursorsandusingKOHandCN2H4Sasactivatingagentandsulfursource,respective.Theobt