收藏本站
《深圳大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于生物质豆腐的多孔炭的制备及其超电容与染料吸附性能研究

杨甲甲  
【摘要】:多孔炭材料是指含有丰富的相互贯通或封闭的孔洞并且以炭为介质的固体材料,具有发达的孔结构、大的比表面积、稳定的炭骨架结构和丰富的来源的特点,在电化学能源存储与转换、催化剂载体、吸附等领域具有广阔的应用前景。在众多多孔炭材料中,以生物质为原料制备多孔炭具有绿色环保、成本低廉等优势,本文以豆腐为碳源,加入氯化锌与氯化铁、采用一步炭化法制备了具有纳米薄片形貌的Fe_3C/Fe_3O_4/C复合材料,系统研究了所制备材料在超级电容器与染料吸附两方面的性能,探讨了两种应用对多孔材料的共性要求。主要研究内容如下:(1)利用氯化锌和氯化铁一步炭化-活化制备得到高比表面积Fe_3C/Fe_3O_4/C片状复合材料,系统研究了炭化过程中其形貌的演变机理及工艺条件对比表面积的影响。实验表明:(1)活化后的豆腐碳材料具有高的比表面积,氯化锌活化的样品的最大比表面积为1876 m~2/g。(2)氯化铁可促进豆腐的石墨化转变,且有氯化铁参与的活化过程都有自组装Fe_3C/Fe_3O_4/C片状结构复合材料生成。(3)由氯化锌和氯化铁协同活化作用制备了高比表面积Fe_3C/Fe_3O_4/C的复合材料具有优异的电化学性能,在0.5 A/g的电流密度下,比容量为315 F/g。(4)碳化温度在700°C~1000°C时,氯化锌和氯化铁共同活化豆腐反应制备了不同的Fe的化合物,且在800°C时,产物的电化学性能最优。(2)考察了所制备的Fe_3C/Fe_3O_4/C复合材料在对亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)的吸附性能。结果表明:(1)具有高比表面积和片状结构的Fe_3C/Fe_3O_4/C复合材料对MB和RhB吸附容量分别可达918 mg/g和868 mg/g。(2)改变吸附过程的酸碱环境,其吸附量基本不变。(3)Fe_3C/Fe_3O_4/C复合材料经十次重复利用后,对MB和RhB的去除率仍分别可高达95%和92.5%。(4)随着温度的升高,Fe_3C/Fe_3O_4/C复合材料的吸附量逐渐增大;初始浓度高于600 mg/L,吸附处于平衡状态;15 min内吸附速率较快,30 min后吸附基本达到平衡。(5)拟合的吸附等温线符合Langmuir吸附等温曲线模型,吸附质以单分子层形式覆盖在吸附剂表面;吸附动力学过程满足准二级动力学模型的假设条件,吸附机制以化学吸附为主。
【学位授予单位】:深圳大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ127.11;TB383.4

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘晓琳;解强;张婷婷;王燕;杨明顺;姜勇;;酚醛树脂基磁性活性炭的制备及性能研究[J];功能材料;2011年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 姚鑫;杨川;张博;张军;解强;;褐煤基中孔磁性活性炭的制备[J];黑龙江科技大学学报;2014年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢雯雯;周铁桥;张军;李兰廷;解强;;煤基磁性活性炭的制备[J];北京科技大学学报;2009年01期
2 武春涛,黄广建,曹宏明,甘军,胡承恩,吴秋芳,於定华;不同配比的铁碳复合磁靶向载体性能的比较[J];消化外科;2005年06期
3 张巧丽,陈旭,袁彪;磁性氧化铁/活性炭复合吸附剂的制备及性能[J];天津大学学报;2005年04期
4 马垠智,曹宏明,黄广建,吴秋芳,张海英,於定华;铁炭复合磁靶向缓释药物载体材料的制备——制备条件对铁炭复合材料磁性能的影响[J];功能材料;2004年04期
5 单国彬,张冠东,田青,官月平,刘会洲,安震涛;磁性活性炭的制备与表征[J];过程工程学报;2004年02期
6 邱峰,吕秀荣,张洪林,蒋林时,王泉,孙秀丽;在磁场中活性炭吸附有机物的研究[J];环境科学学报;2003年04期
7 刘守新,孙承林;磁性椰壳活性炭的合成研究[J];新型炭材料;2002年01期
8 孟庆函,李开喜,宋燕,吕春祥,凌立成;石油焦基活性炭电极电容特性研究[J];新型炭材料;2001年04期
9 任楠,夏建超,董安钢,唐颐;煤基活性炭制备工艺及表面性质的研究进展[J];洁净煤技术;2001年02期
10 郭丽燕,马伟,扈振友,孙德宽;赋磁活性炭粉去除饮用水中的有机物[J];中国给水排水;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨勇;王言;蓝国钧;李健;李瑛;;氮掺杂多孔炭材料的制备及在多相催化中的应用[J];化学通报;2016年10期
2 唐丽娜;;突发性环境污染事故中功能性多孔炭材料的应用[J];才智;2011年26期
3 侯彩霞;孔碧华;樊丽华;郭秉霖;许立军;;硝酸改性无灰煤基多孔炭电极材料的制备[J];功能材料;2018年05期
4 张琳,刘洪波,张红波;双电层电容器用多孔炭材料的研究与开发[J];炭素;2003年04期
5 徐建康;武立强;范庆超;马昌;史景利;宋燕;;双峰分级多孔炭快速制备及其电化学性能研究[J];炭素;2018年01期
6 ;文摘[J];炭素技术;2008年01期
7 郑经堂,张引枝,王茂章;多孔炭材料的研究进展及前景[J];化学进展;1996年03期
8 赵静;王苗苗;张建安;吴明元;吴庆云;杨建军;;高氮掺杂多孔炭材料的制备及其氧化还原性能研究[J];炭素技术;2018年05期
9 邓陈芳;刘婷;季红梅;杨刚;;S掺杂多孔炭材料的合成及其在超级电容器中的应用[J];常熟理工学院学报;2017年04期
10 张金岭;鲍旭晨;代晓东;阎子峰;;多孔炭材料在二氧化钛光催化水处理中的应用[J];分子催化;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈光品;翟文礼;王章慧;余建国;赵永男;;相转化法制备聚丙烯腈基多孔炭材料及其电容性能的研究[A];第十三届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2014年
2 陆安慧;;纳米多孔炭材料的结构设计与可控制备[A];2015年中国化工学会年会论文集[C];2015年
3 王勇;张鹏飞;徐旋;巩玉同;李翼;李浩然;;氮掺杂的多孔炭材料及其在多相催化中的应用研究[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年
4 姜希;邵长路;李兴华;刘益春;;冻干法制备多孔炭材料及其吸附性能研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十二分会: 多孔功能材料[C];2016年
5 夏笑虹;刘洪波;黄衍瑞;石磊;何月德;;小分子二元酸/酚醛树脂共聚炭化制备多孔炭材料[A];第22届炭—石墨材料学术会论文集[C];2010年
6 周颖;姚七妹;邱介山;赵宗彬;;多孔炭材料的模板法制备及其性能研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
7 程虎;卞永荣;宋洋;蒋新;;多孔炭材料的制备及其在环境中有机污染物检测上的应用[A];中国土壤学会土壤环境专业委员会第二十次会议暨农田土壤污染与修复研讨会摘要集[C];2018年
8 周颖;姚七妹;邱介山;郭洪臣;王云鹏;赵宗彬;;多孔炭材料的模板法制备及其性能研究[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
9 吴丁财;;新颖多孔高分子及其多孔炭材料的设计制备及应用研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题O:共价骨架高分子与二维高分子[C];2017年
10 巩玉同;魏中哲;王勇;;一种简单可持续的合成多级孔炭基材料的方法[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第37分会:能源纳米科学与技术[C];2014年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 刘宝宏;天富电力两技术填补国内空白[N];兵团日报(汉);2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈宇;含氮多孔炭材料及负载型贵金属催化剂的制备和性能研究[D];南京大学;2017年
2 吴明铂;多孔炭的制备及其孔结构、表面官能团的调控[D];大连理工大学;2003年
3 齐菊锐;稻壳基多孔炭的物理化学性能表征及应用的研究[D];吉林大学;2004年
4 孙玉珍;石油基多孔炭制备及其电化学性能研究[D];中国石油大学(北京);2016年
5 张忠洁;利用模板碳化法控制合成多孔炭材料及其电化学性能基础研究[D];合肥工业大学;2015年
6 袁晓玲;氮掺杂多孔炭材料的制备、表征及性能研究[D];吉林大学;2012年
7 王世萍;新型多孔炭材料的构筑及其在新能源技术中的应用[D];浙江大学;2015年
8 王帅;基于酚醛胺体系多孔炭材料的可控制备[D];大连理工大学;2014年
9 郭明晰;煤基多孔炭材料的制备及其电容性能研究[D];新疆大学;2016年
10 王自强;多孔炭材料在能量储存以及CO_2吸附的研究[D];大连理工大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨甲甲;基于生物质豆腐的多孔炭的制备及其超电容与染料吸附性能研究[D];深圳大学;2018年
2 姜希;冷冻干燥法制备多孔炭材料及其对有机污染物吸附性能研究[D];东北师范大学;2018年
3 张国荣;煤焦/木屑部分气化联产富氢气体和多孔炭[D];西北大学;2018年
4 王威;功能多孔炭的制备及性能研究[D];吉林大学;2018年
5 包丽;几丁质基氮掺杂多孔炭材料的制备及其电化学性能研究[D];杭州电子科技大学;2018年
6 吕毅东;富含灵芝的中药渣用于制浆造纸和制备多孔炭材料的研究及应用[D];华南理工大学;2018年
7 王亮;氧化钙模板法制备分级多孔炭及其对废水中染料的吸附性能研究[D];安徽工业大学;2018年
8 李浩;基于金属有机配位聚合物的氮掺杂多孔炭的制备及性能研究[D];湖南大学;2018年
9 陈玲玉;Ce-Fe双金属氧化物/多孔炭纳米杂化材料的制备及其性能研究[D];安徽工业大学;2018年
10 邵文昊;铁—磷—氮共掺杂分级多孔炭材料的制备及其电催化性能研究[D];北京化工大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026