生物质衍生碳材料的制备及其作为超级电容器电极材料的性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：了解并掌握生物炭以及其在超级电容器的应用；通过碳化和活化工艺以生物炭作为前驱体制备具有良好的大比表面积、高导电性的多级孔材料，并通过异质原子掺杂提升生物质衍超级电容器研究意义：生物质碳材料作为超级电容器的基底，这种绿色环保、低成本和丰富的生物质炭材料为超级电容器广泛应用提供广阔前景和参考依据。

2. 国内外研究现状分析

上个世纪九十年代，美国的商界便出现了把此项新型技术应用于新能源汽车行业的呼声，俄罗斯也在1996年就研制出了利用超级电容器为驱动的新能源汽车的样板等。

近年来，超级电容器在美国、日本、俄罗斯等国家取得了许多研究成果。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室进行了最广泛的超级电容器方面的研究，日本电气和松下公司占领了最大的超级电容器市场，此外，法国固定与牵引蓄电池公司、 美国的麦斯威尔和俄罗斯的eocnd等也引领了超级电容器市场的发展。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：采用简单高效的方法制备多孔生物炭材料；测试生物炭形貌特征以及结构性能；测试生物炭在超级电容器的应用性能。

研究方法：原料预处理：1、原料选用八角金盘；2、将原料在水和乙醇中浸泡、清洗，去除表面污渍；3、盐酸浸泡1~1.5h，去除有机物、无机物直至溶液开始变黑；4、抽滤器抽干，用水浸泡1h；5、60℃干燥4h。

碳化方式：1、管式炉800℃直接碳化3h；2、先200℃碳化，再800℃碳化，最后活化；3、先800℃碳化，再600℃~900℃活化，3~4h；4、700℃碳化和活化同时进行3~4h。

4. 研究创新点

通过碳化和活化工艺以生物炭作为前驱体制备具有良好的大比表面积、高导电性的多级孔材料，并通过异质原子掺杂提升生物质衍超级电容器，降低成本。