| 【中文题名】 | 以淀粉为前驱体的超级电容器用电极材料的制备及电化学性能研究 |
| 【英文题名】 | Study on the Preparation and Electrochemistry Properties of the Starch Activated Carbons as the Electrodes of the Supercapacitors from the Starch |
| 【学科专业】 | 无机化学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-11 |
| 【中关键词】 | 改性淀粉,活化,淀粉活性炭,超级电容器,电化学性能, |
| 【英关键词】 | Modified starches,Activation,Starch activated carbon,Supercapacitors,Electrochemistry properties, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>电器>电容器>> |
| 【论文摘要】 |
超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元器件,具有超大容量及快速贮存和释放能量的特点。电极材料的性能是影响超级电容器性能的关键问题之一。商品化的超级电容器用电极材料主要以活性炭为主,活性炭的生产厂家很多,但是由于其主要用途不集中在超级电容器电极材料,电化学性能远远不能达到要求。少数专业生产的超级电容器用活性炭亦存在比容量偏低、价格昂贵、性能不稳定等缺点。此外,目前活性炭生产原料中大部份是以生长周期长的木材及不能再生的矿物类,因而活性炭原料来源受到大大限制。本文针对现有活性炭电极材料生产存在的问题,首次提出采用可再生且再生周期短、环保、来源广泛、价格低廉的淀粉作为前驱体制备超级电容器电极材料。优化制备方法和制备工艺,制备出具有大倍率、高容量、大功率、高可逆性,低阻抗的性能优良的新型超级电容器电极材料。并采用SEM、TG-DTA现代分析检测手段和多项电化学测试技术,对其结构、电化学性能进行了深入的研究。
(1)系统考察了淀粉原料的类型,筛选出最佳的淀粉原料。以丰富、可再生、对环境友好、价格低廉的农产品-淀粉及改性产品,包括木薯淀粉,可溶性淀粉,阳离子淀粉,氧化交联淀粉,接枝淀粉等为原... |
| 【论文题纲】 |
|
中文摘要 |
3-5 |
|
Abstract |
5-10 |
|
第一章 绪论 |
10-26 |
|
1.1 引言 |
10 |
|
1.2 超级电容器概述 |
10-14 |
|
1.2.1 超级电容器简史 |
10-11 |
|
1.2.2 电容器的工作原理及基本构造 |
11-12 |
|
1.2.3 超级电容器炭基电极材料 |
12-14 |
|
1.2.4 超级电容器的容量 |
14 |
|
1.3 活性炭研究现状 |
14-22 |
|
1.3.1 活性炭的制备工艺 |
15-18 |
|
1.3.2 活性炭的孔结构特征 |
18 |
|
1.3.3 活性炭的结构表征 |
18-21 |
|
1.3.4 活性炭的用途 |
21-22 |
|
1.4 淀粉及改性淀粉简介 |
22-24 |
|
1.4.1 淀粉的种类 |
22-23 |
|
1.4.2 淀粉的分子结构 |
23-24 |
|
1.4.3 淀粉的用途 |
24 |
|
1.5 选题的依据及主要研究内容 |
24-26 |
|
第二章 淀粉活性炭制备原料的筛选 |
26-30 |
|
2.1 实验 |
26-28 |
|
2.1.1 药品、实验仪器 |
26 |
|
2.1.2 淀粉原料热重－差热分析 |
26-27 |
|
2.1.3 以不同淀粉为前驱体的淀粉活性炭的制备 |
27-28 |
|
2.1.4 淀粉活性炭产率的测定 |
28 |
|
2.2 实验结果与讨论 |
28 |
|
2.3 本章小结 |
28-30 |
|
第三章 活化方法对淀粉活性炭孔结构及电化学性能的影响 |
30-43 |
|
3.1 实验药品与仪器 |
30 |
|
3.2 实验 |
30-34 |
|
3.2.1 KOH 活化工艺 |
30-31 |
|
3.2.2 ZnCl_2 活化工艺 |
31 |
|
3.2.3 ZnCl_2＋CO_2 联合活化工艺 |
31-32 |
|
3.2.4 产品微孔结构表征 |
32 |
|
3.2.5 电化学性能测试 |
32-34 |
|
3.3 活化方法对淀粉活性炭孔结构的影响 |
34-37 |
|
3.3.1 氮气吸附等温线 |
34-35 |
|
3.3.2 活性炭产品的孔径分布 |
35-36 |
|
3.3.3 淀粉活性炭的孔结构形貌 |
36-37 |
|
3.4 活化方法对淀粉活性炭电化学性能的影响 |
37-41 |
|
3.4.1 充放电性能 |
37-39 |
|
3.4.2 循环伏安测试 |
39-40 |
|
3.4.3 电化学交流阻抗测试 |
40-41 |
|
3.5 本章小结 |
41-43 |
|
第四章 KOH 活化工艺的优化 |
43-54 |
|
4.1 实验 |
43-46 |
|
4.1.1 实验药品和仪器 |
43 |
|
4.1.2 KOH 活化工艺 |
43-44 |
|
4.1.3 产品微孔结构表征 |
44 |
|
4.1.4 电化学性能测试 |
44-46 |
|
4.2 实验结果与讨论 |
46-53 |
|
4.2.1 活化剂比例对活性炭的性能的影响 |
46 |
|
4.2.2 活化温度对淀粉活性炭性能的影响 |
46-47 |
|
4.2.3 活化保温时间对淀粉活性炭性能的影响 |
47-49 |
|
4.2.4 淀粉活性炭电极的循环伏安测试 |
49-50 |
|
4.2.5 淀粉活性炭的充放电性能 |
50-51 |
|
4.2.6 淀粉活性炭电极的交流阻抗测试 |
51-52 |
|
4.2.7 淀粉活性炭的孔结构研究 |
52-53 |
|
4.3 本章小结 |
53-54 |
|
第五章 结论与展望 |
54-56 |
|
5.1 结论 |
54-55 |
|
5.2 展望及建议 |
55-56 |
|
参考文献 |
56-64 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
64-65 |
|
致谢 |
65-66 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.138203 |
