1. 研究目的与意义
电极材料的种类和结构对超级电容器储存电荷的能力有非常重要的影响。近年来，活性炭，纤维素，碳纳米管，碳气凝胶，石墨烯等碳材料被广泛应用于超级电容器的电极材料。这些碳材料的原料大部分来自于石油、煤矿等矿物。这些矿物在未来几年内将面临枯竭的危机。原材料昂贵的价格、制备工艺的复杂性及环境的破坏性、大大限制了基于这些材料的超级电容器的应用，因此，为了社会可持续发展，越来越多的研究者采用天然有机聚合物及其衍生物制备多孔的碳材料。
因此，本课题采用竹材纳米纤维素通过提纯、再生、冷冻干燥、碳化以及后期活化处理制备具有分级多孔结构的碳气凝胶。对碳气凝胶进行结构和形貌表征，并对不同活化温度下碳气凝胶的电化学性能进行比较，研究和分析微孔和介质对材料电化学性能的影响。
2. 国内外研究现状分析
自从1987年美国lawrencelivermore国家实验室的r.w.pekala等首次用间苯二酚和甲醛作为反应前驱体,在碳酸钠催化作用下采用溶胶-凝胶技术成功研制出块状rf有机气凝胶,并经过碳化得到碳气凝胶以后,碳气凝胶就得
到世界范围内的广泛关注.从而使得气凝胶材料从无机界扩展到有机界。
为了进一步研究碳气凝胶的潜在性能,很多研究者通过改变不同的前驱体来制备碳气凝胶,如间苯二酚-甲醛、对苯二酚-甲醛、间苯三酚-甲醛、间甲酚-甲醛、酚醛-糠醛、苯酚-甲醛、苯酚-糠醛、甲酚-甲醛、甲酚-间苯二酚-甲醛、苯酚-糠醛等,但目前研究较为广泛深入的还是rf碳气凝胶。
3. 研究的基本内容与计划
1.1纳米纤维素制备
⑴毛竹纤维素的提纯：
在75℃条件下，用酸性亚氯酸钠溶液（ph:4.5～5）对样品进行去木质素处理，时间为1小时，重复此过程6次，最后用蒸馏水洗净直到中性，得到综纤维素；在常温状态下，将综纤维素样品置入5wt.% 氢氧化钾溶液中浸泡24h，然后在80℃条件下搅拌浸泡2h，最后用蒸馏水洗净，直至ph值为7,将洗净的样品置于冷冻干燥箱中干燥，所得样品即为纯度较高的α-纤维素；
4. 研究创新点
1.采用易得可再生竹材作为原料，环保经济具有可持续发展效能
2.采用纳米级纤维素作为原料制备凝胶及碳气凝胶，在微观结构和形貌表征上与一般纤维素碳气凝胶有很大区别。
