刘远洲
,
覃爱苗
,
孙建武
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杨历
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廖雷
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张开友
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吴一凡
,
赵良传
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.009
生物炭在储能材料及器件中有着非常好的应用前景.生物炭具有大的比表面积、丰富的孔结构、良好的电导性,这些特征使它具有大功率充放电和提供高可逆容量的潜力;同时它原料来源丰富,对环境友好,易进行加工和结构设计,这些特征是化石类储能材料不具备的.针对原始生物炭作为储能材料及器件时不可逆容量大、大电流充放电能力弱的问题,论述了生物炭制备的主要方法及其应用于锂离子电池和超级电容器时提高其可逆容量和大电流充放电能力的一些方法.
关键词:
生物炭
,
锂离子电池
,
超级电容器
,
研究进展
高凯芳
,
简敏菲
,
余厚平
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陈朴青
,
谢永璨
,
于培德
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.08.2016010607
以稻秆和稻壳为原料,在不同温度下(300、400、500、600、700℃)采用热裂解法制备生物炭,利用比表面积及孔径分析仪测定各生物炭比表面积,以傅里叶红外光谱图(FTIR)和Boehm滴定法分别定性和定量分析不同生物炭表面官能团的种类和数量,分析不同温度对不同原材料制备生物炭的表面官能团种类和数量的影响.结果表明,中、低温裂解条件(300、400、500℃)下,同温度稻壳生物炭(RC-H)比表面积显著高于稻秆生物炭(RC-S);高温裂解(600、700℃)条件下,同温度RC-S比表面积则更大.随裂解温度升高,两种原材料制备的生物炭比表面积均呈显著增大的趋势,其中稻秆在600℃下制备的RC-S比表面积最大,稻壳在700℃下制备的RC-H比表面积最大.FTIR分析结果显示,同一温度下两种材料制备的生物炭特征吸收峰基本相同,且表面基团种类大致相同,但RC-S较RC-H表面官能团更丰富,在热解过程中均形成了芳香环结构,且芳香化程度随裂解温度升高而增加.不同裂解温度下两种材料的生物炭表面官能团变化规律相似,主要表现为烷烃基随裂解温度升高而缺失,甲基(—CH3)和亚甲基(—CH2)逐渐消失,而芳香族化合物增加,芳香化程度增强.Bohem滴定结果表明,各裂解温度下RC—S的表面官能团总量和碱性官能团数量均高于RC-H,而各裂解温度下RC-S的酸性官能团含量均小于RC-H.随裂解温度升高,两种材料制备生物炭的表面官能团变化规律相似,表现为表面官能团总量均减少,酸性官能团含量降低,碱性官能团含量增加.
关键词:
稻秆
,
稻壳
,
生物炭
,
裂解温度
,
表面官能团
