煤系腐殖酸基炭材料的制备及应用PDF电子书下载

第1章 超级电容器及制备材料概述 1

1.1 引言 1

1.2 超级电容器概述 2

1.2.1 双电层电容器 3

1.2.2 氧化还原电容器 4

1.3 活性炭电极材料的研究进展 5

1.3.1 比表面积 5

1.3.2 孔径分布 6

1.3.3 表面性质 7

1.3.4 活性炭电极材料的制备 9

1.4 氧化石墨类电极材料的研究进展 11

1.4.1 炭材料晶体结构 11

1.4.2 氧化石墨类电极材料 12

1.5 活性炭及氧化石墨类电极材料研发中存在的问题 13

1.5.1 活性炭电极材料研发中存在的问题 13

1.5.2 氧化石墨类电极材料研发中存在的问题 13

1.6 研究意义与研究内容 14

1.6.1 研究意义 14

1.6.2 研究内容 15

第2章 腐殖酸（钾）基炭材料的制备与性能测定 17

2.1 实验原料与仪器设备 17

2.1.1 实验原料与试剂 17

2.1.2 腐殖酸及腐殖酸钾的制备与纯化 19

2.1.3 腐殖酸（钾）主要质量指标测定 19

2.1.4 主要仪器设备 19

2.2 腐殖酸（钾）基炭材料的制备 20

2.3 炭材料的表征 22

2.3.1 孔结构 22

2.3.2 炭材料表面性质分析 22

2.3.3 炭材料的微晶结构及表面形貌分析 22

2.3.4 收率 23

2.3.5 腐殖酸钾的炭化过程分析 24

2.4 模拟超级电容器的组装 24

2.4.1 炭材料电极的制备 24

2.4.2 模拟超级电容器的组装 24

2.5 炭材料电极润湿性的测定 25

2.6 超级电容器电化学性能测试 25

2.6.1 恒电流充放电测试 25

2.6.2 循环伏安测试 26

2.6.3 交流阻抗测试 26

2.6.4 自放电测试 28

2.6.5 漏电流测试 28

2.6.6 循环性能测试 28

第3章 腐殖酸钾基炭材料的制备工艺研究 29

3.1 引言 29

3.2 腐殖酸钾基炭材料的制备工艺研究 30

3.2.1 炭化温度对炭材料孔结构及收率的影响 31

3.2.2 炭化时间和升温速率对炭材料孔结构及收率的影响 34

3.3 纯化腐殖酸钾基炭材料的制备及其孔结构 35

3.3.1 炭化温度对炭材料孔结构的影响 36

3.3.2 腐殖酸钾原料种类对炭材料孔结构的影响 38

第4章 低碱炭比条件下腐殖酸基炭材料的制备与微观结构表征 41

4.1 引言 41

4.2 低碱炭比条件下腐殖酸基炭材料的制备 42

4.3 低碱炭比条件下腐殖酸基炭材料的孔结构 42

4.3.1 腐殖酸基炭材料的孔结构 42

4.3.2 纯化腐殖酸基炭材料的孔结构 44

4.4 煤与生物质基炭材料的制备及其孔结构 46

4.5 低碱炭比下腐殖酸基炭材料的微观结构 48

4.5.1 炭材料的微晶结构 48

4.5.2 炭材料的拉曼光谱分析 50

4.5.3 炭材料的表面形貌 51

4.6 低碱炭比下腐殖酸基炭材料的XPS分析 52

第5章 腐殖酸（钾）基炭材料的结构及形成机理 56

5.1 引言 56

5.2 腐殖酸钾的炭化过程 56

5.2.1 腐殖酸钾的热分析 56

5.2.2 腐殖酸钾炭化析出气体的组分分析 58

5.2.3 炭化中间体的性质分析 60

5.2.4 腐殖酸钾的炭化过程分析 62

5.3 腐殖酸钾炭化过程中的自催化活化机理 63

5.4 腐殖酸钾基炭材料的结构及形成机理 65

5.4.1 腐殖酸钾基炭材料的XRD分析 65

5.4.2 腐殖酸钾基炭材料的拉曼光谱分析 66

5.4.3 腐殖酸钾基炭材料的XPS分析 67

5.4.4 腐殖酸钾基炭材料的微观形态 70

5.4.5 腐殖酸钾基炭材料的宏观形貌 72

5.5 腐殖酸（钾）基炭材料孔结构的发育机理 73

5.5.1 炭材料狭缝状孔隙的发育机理 74

5.5.2 炭材料层次孔径分布的形成机理 74

第6章 腐殖酸（钾）基炭材料的电化学性能 79

6.1 引言 79

6.2 恒流充放电性能 79

6.2.1 腐殖酸钾基炭材料的恒流充放电性能 80

6.2.2 腐殖酸基炭材料的恒流充放电性能 86

6.2.3 煤与生物质基炭材料的恒流充放电性能 88

6.3 循环伏安特性 88

6.3.1 腐殖酸钾基炭材料的循环伏安性能 89

6.3.2 腐殖酸基炭材料的循环伏安性能 92

6.4 交流阻抗特性 94

6.5 漏电流特性 97

6.6 自放电特性 100

6.7 循环性能 100

6.7.1 比电容的变化 101

6.7.2 循环伏安性能的变化 105

6.7.3 交流阻抗特性的变化 106

第7章 腐殖酸（钾）基炭材料的储能机理 109

7.1 引言 109

7.2 腐殖酸（钾）基炭材料的储能机理 110

7.2.1 腐殖酸钾基炭材料的组成与结构特征 110

7.2.2 腐殖酸基炭材料的组成与结构特征 111

7.2.3 腐殖酸钾基炭材料的储能机理 111

7.2.4 腐殖酸基炭材料比电容的影响因素 114

7.3 腐殖酸（钾）基炭材料循环伏安特性的机理探讨 115

7.4 腐殖酸基炭材料循环性能的机理探讨 116

7.4.1 比电容的变化机理 116

7.4.2 循环伏安与交流阻抗特性的变化机理 117

第8章 研究成果与展望 119

8.1 主要研究成果 119

8.2 展望 121

参考文献 122