葡萄基生物质材料的制备及其性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

葡萄果实是我们生活中常见的一种水果，产量大且种类丰富，颗粒饱满，含水率高，有较多的孔隙。

此外，其自身含氮量较高，是一种天然的氮掺杂体。

本文拟采用葡萄果实这一低廉易得的生物质原料，通过高温碳化和不同活化剂进行活化处理, 探究不同碳化温度对电极材料电化学性能的影响，目的是制备一种性能优异的三维多孔碳材料作为超级电容器电极，有望将葡萄基生物质碳材料应用在超级电容器电极上，具有重要的研究意义。

2. 国内外研究现状分析

通过查文献发现，近年来利用天然的生物质材料制备可用于超级电容器电极的材料逐渐变成了一种趋势，不仅能够降低生产成本和生产时间，还能缓解废弃生物质资源燃烧所产生的环境污染问题。

由于生物质材料中富含大量的碳元素且其可再生无污染，在碳材料的制备上有较大的潜能，所以利用生物质原料来制备超级电容器材料同样吸引了研究人员和相关生产业的广泛重视。

目前以生物质为原料制备多孔碳材料应用到超级电容器电极中的研究大多涉及到花生壳、柚子皮、玉米秸秆、稻壳等。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1、葡萄基生物质碳材料的制备：以葡萄果实作为原料经过预处理后高温碳化，再经过koh、k2co3、h3po4、zncl2这四种活化剂进行活化处理。

2、葡萄基生物质碳材料性能的分析：对样品结构和形貌采取xrd、ftir、tem、sem、bet 等分析手段进行表征，并对电化学性能进行测试。

研究计划：2018.12.30-2019.1.10：文献检索，资料收集，方案设计2019.3.1-5.10：进行实验并整理数据 2019.5.11-5.31：论文撰写及修稿2019.6.1-6.5： 准备答辩

4. 研究创新点

利用葡萄果实为原料的生物质多孔碳材料具备的优点：1、稳定的3d蜂窝状结构，可以减少在充电、放电过程中微孔内电解质离子的传输距离，具有良好稳定性和速率能力，电解质离子易穿透蜂窝状碳壁进入微孔。

2、比表面积大、孔隙率高，有利于电解质的接触，积累更多电解质离子，从而提高电荷存储密度。

3、原料低廉易得、制备工艺简单。