功能多孔炭的制备及性能研究

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1、分类号：O64单位代码：10183研究生学号：2015332155密级：公开沥青酯基多孔炭吉林大学的制备硕士学位论文及性能（学术学位）研究功能多孔炭的制备及性能研究ThestudyonpreparationandperformanceofFunctionalporouscarbons王威作者姓名：王威专业：物理化学研究方向：功能材料物理化学吉指导教师：郭玉鹏教授林大培养单位：化学学院学2018年6月功能多孔炭的制备及性能研究Thestudyonpreparationandperformanceo

2、fFunctionalporouscarbons作者姓名：王威专业名称：物理化学指导教师：郭玉鹏教授学位类别：理学硕士论文答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已

3、经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中

4、国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：物理化学论文题目：功能多孔炭的制备及性能研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学前卫南区麦氏楼401室（130012）作者联系电话：0431-85155358摘要功能多孔炭的制备及性能研究地球上的能源资源分为两类：如风能、水能的可再生资源和如煤矿、天然气的不可再生资源。我国现在能源结构主要是化石能源，而随着化石能源的储量日渐减少，开采使用化石能源带来负面新闻

5、越来越多，比如，煤矿的塌陷、酸雨、温室效应和环境污染等，这些问题已经成为影响现代社会可持续发展的主要原因。因此，全球可持续发展要求减少使用或不使用不可再生资源化石燃料。可生物质资源具有污染小、反复利用、持续再生等优点受到人们的广泛关注。生物质是可再生资源中唯一可利用的碳源，可以作为优良的碳材料前驱体而受到广泛研究。淀粉是生物质资源的一种，由葡糖糖分子聚合而成，具有来源广泛易得、可以再生等特点，是工业上制作葡萄糖，麦芽糖，酒精的主要原料。工业的高度发展带来环境的污染，现代的发展势头要求我们从源头上

6、减少工业三废排放，废物利用给我们治废新思路。沥青酯是丙烯腈生产过程中的副产物，这种加工废弃物具有较刺激的气味和粘稠的特点，随意排放会影响水源和土地，还会制约企业生产。沥青酯中含有大量的碳元素，所以可以利用这一点对其再利用，变废为宝，提高丙烯腈工业的附加值。本文以两种不同的原料作为碳质材料的前驱体，针对不同原料采用不同活化方式：以沥青酯为原料分别用碳化KOH活化、碳化K2CO3活化制备出多孔炭，并研究了其应用性能；采用KOH刻蚀以淀粉为原料、以磷酸做活化剂的活性炭，进一步制造高比表面积、高电容的活

7、性炭，主要内容为以下几个方面：1.以沥青酯为原料，采用炭化活化法，以氢氧化钾为活化剂制备出高比表面的多孔炭。测试了活性炭的氮气吸附量、晶型和扫描电镜等，讨论了活化剂比例对多孔炭微观结构的影响、活化时间对多孔炭微观结构的影响，利用电化学工作站CHI660D研究了多孔炭的电化学性能：多孔炭的比表面积最高为31202-13-1-1mg，总孔容为1.65cmg，比电容为133.19Fg。2.以碳化沥青酯为原料，以K2CO3为空隙调节剂，制备出高性能的多孔炭。I测试了不同条件下活性炭的氮气吸附量、晶型等，

8、研究了活化剂比例对多孔炭微观结构的影响、活化时间对多孔炭微观结构的影响，并进一步利用电化学工作站CHI660D研究了多孔炭的电化学性能，得到最佳活化条件为活化温度为900℃，活化时间为1h，碱炭比为4。3.采用玉米淀粉为前驱体，采用磷酸活化、氢氧化钾刻蚀的方法制备出多层次多孔炭。讨论了活化剂比例、活化时间对多孔炭微观结构，孔径分布的影响，测试了多孔炭的电化学性质，得出最佳活化条件：多孔炭的比表面积最高2-13-1-1为3070mg，总孔容为2.36cmg，比电容为132.5Fg。利用酸碱活化大幅