研究生开题报告PPT模板-碳材料方向
碳材料PPT课件
C 的存在
碳的起源---“big bang”理论
宇宙巨大的能量块 150亿年前发生大爆炸
宇宙空间充满高能的光
膨胀 温度降低
光转化为物质，各种 粒子开始形成
温度降低 温度升高
粒子凝聚成氢
温度升高
Ne Na Mg O S Si P…
C 的演变
碳在宇宙进化中起着重要的作用，是宇宙中前期生物分子进 化的关键元素。
宇宙中：原子碳、分子碳、固态碳和碳化物 太阳系：H, He,O, C, Ne…… 地球中：第14位 （90% 的碳是以CaCO3的形式存在，为化石 燃料的1万倍） 碳是地球上一切生物有机体的骨架元素，没有碳就没有生命. 碳元素占人体 总重量的18 %左右 人类进化以来，很早就开始利用各种炭物质和炭材料。各种 炭材料在航天、航空等工业、医疗、能源和日用品中得以应用。 当今世界以碳为主要原子构成的有机化学为橡胶、塑料、合 成纤维三大 材料奠定了基础。
Richard E. Smalley 1/3 of the prize USA Rice University Houston, TX, USA b. 1943 d. 2005
The Nobel Prize in Chemistry 2000 “for the discovery and development of conductive polymers”
1/3 of the prize USA Rice University Houston, TX, USA b.1933
Sir Harold W. Kroto 1/3 of the prize United Kingdom University of Sussex Brighton, United Kingdom b. 1939
生物炭及生物炭改良剂对滨海盐碱土壤的改良及对植物生长和根际系统影响的研究开题PPT
Biomass (Sesbania)
Dry Weight / (g·pot-1)
0.7
Aboveground BC only
0.6
Underground
0.5
0.4
A
A
A
0.3
B
0.2
0.1
b
0
c
CK
a
bc BC-1.5%
a
b BC-5%
a
a BC-10%
Dry Weight / (g·pot-1)
的盆栽实验
前期实验结果
• 已完成实验：
• 试验一：生物炭制备和预处理 • 试验二：生物炭碱土改良剂的制备
• 正在进行中的实验：
• 试验三：生物炭对盐碱土壤改良的培养试验 • 试验四：生物炭对盐碱土壤上盐生植物影响的盆栽实验
Sesbania(10d)
Germination percentage
CK
生物炭的概念
Biochar is the carbon-rich product produced by thermal decomposition of organic materials under limited supply of oxygen and at relatively low temperatures (<700 °C)
AD
a ab b
AD-1.5%
AD-5%
AD-10%
Root-shoot ratio
NAE & NUE (Sesbania)
NUE / g·mg-1
NAE / mg·cm-1
0.06
0.05
0.04
0.03
B
研究生经典开题报告PPT
2.1沉积物间隙水采集方法研究进展 沉积物间隙水采集方法研究进展 2.2沉积物内源估算方法研究进展 沉积物内源估算方法研究进展 2.3南四湖沉积物营养盐和重金属研究进展 南四湖沉积物营养盐和重金属研究进展
4 主要参考文献目录 LOGO
2 研究进展
2.1沉积物间隙水采集方法研究 沉积物间隙水采集方法研究 进展
2 研究进展
2.2沉积物内源估算方法研究 沉积物内源估算方法研究 进展
(1)孔隙水扩散模型法 根据Fick扩散定律，由上层底泥间隙水与 (1)孔隙水扩散模型法：根据Fick扩散定律，由上层底泥间隙水与
上覆水间的浓度梯度进行估算 。
(2)柱状芯样静态培养法 (2)柱状芯样静态培养法：在不破坏柱状芯样底泥原有物理特性及
率及通量。
(5)质量守恒模型 (5)质量守恒模型：通过对所有出入湖量进行收支平衡，估算来自湖
泊内源负荷。M 泊内源负荷。Mo＝Mi＋Mf，其中，Mo为营养盐的输出量；Mi为营养盐的 ，其中，M 为营养盐的输出量；M LOGO 输入量；M 输入量；Mf为底泥向水体中的释放量。
2 研究进展
2.3南四湖沉积物营养盐和重金属 南四湖沉积物营养盐和重金属 研究进展
LOGO
3.3主要创新点、 3.3主要创新点、先进性 主要创新点
（1）利用 ）利用Peeper等高分辨率方法研究南四湖 等高分辨率方法研究南四湖 沉积物-间隙水剖面垂向分布特征在国内很少有文 沉积物 间隙水剖面垂向分布特征在国内很少有文 献报道， 献报道，该方法和手段的应用将在一定程度上促进 对南四湖内源污染负荷研究的发展。 对南四湖内源污染负荷研究的发展。 （2）目前国内有关南四湖沉积物 、P营养盐及 ）目前国内有关南四湖沉积物N、 营养盐及 重金属源/汇关系转化及其驱动机制的研究几乎为 重金属源 汇关系转化及其驱动机制的研究几乎为 空白，对其系统探讨将填补这一研究领域的不足。 空白，对其系统探讨将填补这一研究领域的不足。
碳的ppt课件
绿色出行
鼓励使用公共交通、骑行或步 行出行，减少私家车使用，降
低碳排放。
循环利用
推广垃圾分类和回收利用，减 少废弃物的产生和对环境的污
染。
低碳消费
选择环保、节能、可再生产品 ，减少对高碳产品的消费。
低碳经济与可持续发展
促进清洁能源发展
加大对风能、太阳能等清洁能源的研发和推 广力度，减少化石能源的使用。
建立碳排放权交易市场
通过市场机制来控制碳排放，激励企业减少 碳排放。
推动产业转型升级
优化产业结构，发展低碳产业，鼓励企业采 用低碳技术和生产方式。
参与国际合作与交流
加强与其他国家的合作与交流，共同应对气 候变化挑战。
低碳技术及其应用
碳捕获和储存技术
通过技术手段将排放到大气中的二氧 化碳捕获下来，并储存到地下或海底 。
坏等。
气候变化的证据
气温记录
全球气温持续上升，过 去一个世纪的气温上升 速度比过去几千年都快
。
冰川融化
全球各地的冰川正在融 化，尤其是高山地区的
冰川。
海平面上升
全球海平面正在上升， 这是由于冰川融化、热
膨胀等原因。
极端气候事件
极端气候事件如暴雨、 干旱、暴风雪等发生的 频率和严重程度都在增
加。
碳排放与气候变化的关联
CHAPTER 04
碳排放与气候变化
碳排放的影响
全球变暖
碳排放是导致温室气体浓度升 高的主要原因，进而引起全球
变暖。
海平面上升
全球变暖导致冰川融化，进而 引起海平面上升。
极端气候事件
全球变暖导致气候系统不稳定 ，增加极端气候事件的发生频 率和严重程度。
生态系统和人类健康
研究近年全球碳排PPT课件
03 碳排放影响因素分析
经济发展对碳排放的影响
经济增长推动能源需求增加
随着全球经济的持续增长，特别是发展中国家的工业化进 程加速，能源需求不断攀升，导致碳排放量相应增加。
产业结构变化影响碳排放
不同产业部门的碳排放强度存在差异，随着全球产业结构 由轻工业向重工业、由低能耗向高能耗转变，碳排放量也 呈现出上升趋势。
研究近年全球碳排放ppt课件
目 录
• 引言 • 全球碳排放现状 • 碳排放影响因素分析 • 碳排放减排措施与政策 • 碳排放权交易与市场机制 • 碳排放与气候变化关系探讨 • 结论与展望
01 引言
背景与意义
01
02
03
全球气候变化
近年来，全球气候变化问 题日益严重，碳排放作为 主要原因之一备受关注。
能减排等。
07 结论与展望
研究结论总结
全球碳排放量持续增长
近年来，全球碳排放量呈持续增长趋势，主要由化石燃料燃烧和 工业生产等活动引起。
地域差异显著
不同国家和地区的碳排放量存在显著差异，发达国家和发展中国家 的碳排放情况各有不同。
碳排放与经济发展密切相关
碳排放量与经济发展水平密切相关，经济增长往往伴随着碳排放量 的增加。
碳排放量与经济发展水 平密切相关，但并非完 全正相关。
04
未来全球碳排放趋势仍 不确定，取决于各国政 策和技术进步。
主要国家碳排放情况比较
01
02
03
04
中国、美国、印度等是全球最 大的碳排放国家，排放量占全
球总量近一半。
发达国家中，美国、日本、德 国等碳排放量较高，但已在积
极采取措施减少排放。
发展中国家碳排放增速较快， 但人均排放量仍远低于发达国
碳材料科学课件
二是以炭为主要构成要素，与树脂、陶瓷、金属等组成的各 种复合材料；
三是基本上利用炭结构的特征，由炭或炭化物形成的各种功 能材料。
3、“炭”与“碳”的区别
Carbon as element Carbon as material
➢化学工业：化工设备，过滤器等；
➢体育器材：球杆，球拍，自行车等；
➢…………
学习交流PPT
28
五、炭材料的发展史
1、第一代（5千—1万年前） 2、第二代（十九世纪） 烧结型炭材料（人造石
墨） 3、第三代（第二次世界大战后） 4、二十世纪八十年代中叶以后
学习交流PPT
29
第一代 炭材料
天然物质加热，利用炭的化学性质，作燃料和还 原剂炼铜和炼铁
Philadelphia, PA, USA
Tokyo, Japan
b. 1936
b. 1学9习27交流PPT
b. 1936
20
Andre Geim
Konstantin Novoselov
The Novel Prize in physics 2010 honours two scientists. They have succeed in producing, isolating, identifying and characterizing graphene.
第六部分 炭科学研究的新进展（4-6学时）
一、金刚石薄膜 二、富勒烯与纳米洋葱 三、纳米碳管 四、碳包覆纳米金属晶
考试：2学时
学习交流PPT
10
考核：
1、出勤计入成绩（权重10%）；
多孔碳材料的制备、结构调控及储能研究的开题报告
多孔碳材料的制备、结构调控及储能研究的开题报告一、选题背景及意义目前，随着节能减排和可再生能源技术的发展，可再生能源的利用正逐渐成为发展趋势。
在其利用过程中，能量储存是一个非常重要的问题。
传统储能材料比较单一，而且体积大、重量重、功率密度低、寿命短等问题也限制了其应用。
多孔碳材料由于其大比表面积、优异的导电性能以及可调控的孔结构等诸多优点，成为了一种非常有潜力的储能材料。
因此，研究多孔碳材料的制备、结构调控及储能性能对于推动可再生能源技术的发展具有重要的意义。
二、研究内容（1）多孔碳材料的制备采用不同的制备方法制备多孔碳材料，如模板法、氧化石墨化合物（GO）还原法、析氮化物（CN）转化法等，分别探究不同方法对多孔碳材料孔结构的影响。
（2）结构调控通过控制制备方法、前驱体、炭化温度、活化处理等方法，探究多孔碳材料孔结构及宏观形貌的调控策略，从而实现良好的电化学性能与能量储存效应。
（3）储能性能研究通过多种电化学技术，如恒流充放电、循环伏安及电化学阻抗等，研究多孔碳材料的储能性能与其孔结构之间的关系，探究多孔碳材料作为储能材料的优势与局限，为多孔碳材料在能量储存领域的应用提供理论指导。
三、研究意义与创新点多孔碳材料具有大比表面积、优异的导电性能及可调控的孔结构等优点，本研究将围绕多孔碳材料的制备、结构调控及储能性能开展深入探究，具有以下意义和创新点：（1）提高多孔碳材料的储能性能，推动可再生能源技术的发展。
（2）探索多种制备方法，寻求最适合制备多孔碳材料的方法。
（3）优化多孔碳材料的孔结构，增强其储能能力和耐久性。
（4）通过多种电化学技术，深入研究多孔碳材料的电化学储能性能，探究其性能与孔结构的关系。
（5）为多孔碳材料在能量储存领域的应用提供实验依据和理论指导。
四、研究方法与技术路线本研究主要采用以下研究方法与技术路线：（1）多种制备方法的对比研究，探索最适制备多孔碳材料的方法。
（2）采用不同的前驱体、调节炭化温度、活化处理等方法进行结构调控，分析其对多孔碳材料孔结构和电化学性能的影响。
研究生开题报告PPT课件
3 研究目标和内容
研究内容
定向刨花板性能的检测及最优方案确实定 检测定向刨花板的静曲强度与弹性模量、内结合 强度、吸水厚度膨胀率、甲醛释放量等性能指标，并 研究在循环实验条件下板材的力学性能的变化规律， 经处理分析相关数据得出最优的实验方案，并进行验
证实验，保证实验结果的准确性。 然后以杨树、杉树等树种为原料，制备OSB与桉 树OSB力学性能等方面做比较，探讨桉树OSB的优势。
确的施胶方案。
3 研究目标和内容
研究内容
定向刨花板热压工艺的探究 热压过程是决定人造板内在性能的重要工段，本研究以热 压压力、热压温度、热压时间以及施胶量等为试验因素，以静 曲强度与弹性模量、内结合强度和甲醛释放量为主要评价指标， 综合考虑板材强度及甲醛释放量之间的关系，对影响定向刨花
板性能的因素进行探究，优选适宜的热压工艺。
2.研究出新型LPF树脂制备桉树定向刨花板的方法，并找出 最优方案。该板材性能到达“LY/T 1580—2021〞行业标准 要求，甲醛释放量到达GB/T 18580-2001室内装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量标准中E1级要求。
3.如期完成毕业论文。
4.在发表学术论文1—2篇。
论文框架
1 绪论 2 LPF树脂的制备与性能检测 3 OSB的制备与检测 4 实验部分 5 结论与讨论
The end
请各位老师批评指正！
Thank you!
4 研究方法
单因素法
正交设计法
采用单因素法制备性能较优的LPF 胶粘剂
找出适宜热压工艺参数等，用正 交设计法安排试验方案，找出制 备定向刨花板的最优配方。
5 课题创新点
〔1〕桉树制备OSB是一种新的尝试，充分利用广西丰富的桉 树资源的同时,拓宽桉树的木材加工利用价值。
开题报告
中北大学毕业论文开题报告史志伟学号：**********材料科学与工程学院、材料科学系专业：无机非金属材料工程聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及其吸波性能的研究****:**2010年3月15日毕业论文开题报告1．结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1.1 引言随着现代科学技术的高速发展，电磁辐射充斥着人们的生活空间，造成了严重的电磁污染，引起世界各国的关注。
科学家预言:在21 世纪,电磁波污染将成为生态环境首屈一指的物理污染。
为此1996 年1 月1 日,欧盟颁布了CE 标准,规定一切电子设备要投放市场就必须通过电磁兼容指标的检查。
美国制定了抗电磁干扰法规( FCC 法) 和“Tem2pest”技术标准。
国际无线电抗干扰特别委员会(CISPR) 制定了CISPR 国际标准。
随着中国加入WTO ,电磁兼容和电磁屏蔽已成为电子产品进入市场的通行证和提高我国电子产品在世界市场上的竞争力的关键技术之一。
尤其为适应现代高技术、立体化战争的需要,将纳米技术引入隐身材料的研究已受到世界各军事大国的高度重视,纳米吸波材料就是新涌现的一类高科技、高性能的纳米功能材料。
美国已研制出一种称作“超黑粉”的纳米吸波材料，其对雷达波的吸收率高达99 %，并在B - 2隐形轰炸机上成功应用,目前正在研究覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合材料。
由于在未来战争中,雷达仍将是探测目标最可靠手段,所以雷达隐身技术仍是最有效的措施,其核心是降低雷达散射截面(RCS ，Radar Cross Section) ,从而大大提高了其隐身作战能力,其技术途径主要包括外形技术和雷达吸波材料(RAMs) 技术。
因此吸波材料的研究和应用成为目前研究热点。
现代高新技术的飞速发展,给吸波材料提出了“强、宽、轻、薄”等方面的要求[１]。
微米级炭纤维聚合物基复合材料已广泛应用于制造隐形飞机、导弹、火箭上, 若要进一步在吸波性能和力学强度上取得新的突破, 碳纳米管聚合物基复合材料是理想的具有良好前景的发展方向, 并已取得实质性进展[２]。
开题报告
（1） 循环伏安测试（CV）测试
一定扫速下，电极电位呈三角波形随时间变化，记录下一次或反复多次扫描后获得的 电流电位h曲线的方法叫做循环伏安法（CV）。
（2）恒电流充放电测试（GCD）测试
恒电流充放电法（GCD）是用于研究材料储能的重要方法。将电流设置成恒定值，电 压范围一定情况下对电极进行充/放电测试。记录下电极电位随时间变化的曲线。理想电 容器的GCD曲线呈现一条直线，在实际中，可能会因电阻形成压降，或因氧化还原反应出 现充放电平台等原因，曲线可能出现偏差。
通过对分子的结构和化学键进行研究，FTIR可以应用在表征和鉴别被检测物 质的成分及种类上。
傅立叶红外光谱仪
石墨烯红外光谱图
（5）X射线衍射分析
X射线衍射分析（XRD）是一 种分析结构的方法。其原理是X 射线接触到被测物质表面，被测 物质晶体内部的离子或原子会令 X射线发生散射。在某些方向上 ，发生散射的X射线会变得更强 ，与晶体结构相对应的特征衍射 就会显示出来。
一、依据
1 生物质能
生物质能源是利用自然界中 的太阳能，然后以化学能方式 来将太阳能贮藏在生物体中的 2 生能物量质，炭如（ 植物的光合作用，所 AC以）说生，物生质物碳质，便就是是生由物植质物能、农的 储业存和场畜所牧。业 在 生 产 过 程 中 产 生 的各种粪便以及其他垃圾等生 物质制备而成的一类多孔的碳 材料。碳材料具有独特的特性 ，如良好的耐热性，较高导热 性，优良的耐腐烛性，导电性
碳材料本身具有结构稳定和导电性能良好等优点，将其用作超级电容器电极材料 ，功率密度高且循环寿命长。成为了科研机构所和生产商研究的热点。然而，我们知 道以煤碳、木材和煤炭为前驱体的商用的AC并不是可再生资源，只会越来越少。所以 绿色可再生新材料的开发与利用成了这些年来研究的热点。我们以价格低廉的生物质 火龙果皮（DF） ,罗汉果皮 （MG），柚子皮（PP）以及梧桐絮（FC）作为前驱体制 备AC，不仅能够降低生产成本，还能提高农业废弃物的利用率。
多孔碳材料的研究进展 PPT
Li K， Ling L， Lu C， et al. Catalytic removal of SO2 over ammonia-activated carbon fibers[J]. Carbon， 2001， 39(39):1803-1808.
Vimlesh C， Seong Uk Y， Seon Ho K， et al. Highly selective CO2 capture on N-doped carbon
15
超级电容器
• 碳材料，如碳粉末、碳纤维、碳凝胶、碳纳米管、碳复合 物、碳垫、碳独块巨石、碳箔等， 被广泛的应用于超级电 容器。
北京科技大学范丽珍 教授用氨基葡萄糖为 原料合成氮掺杂碳材 料，比容量在 H2SO4 和 KOH 溶液中分别可 达 300 和 220F/g。
Li Z， Li-Zhen F， Meng-Qi Z， et al. Nitrogen-containing hydrothermal carbons with superior performance in supercapacitors.[J]. Advanced Materials， 2010， 22(45):5202–5206.
Guang-Ping H， Wen-Cui L， Dan Q， et al. Structurally designed synthesis of mechanically stable
poly(benzoxazine-co-resol)-based porous carbon monoliths and their application as high-performance CO2 capture
17
吸附分离
• 多孔碳材料中掺杂 N 原子或含氮碱性基团后，可以极大地调 变多孔碳材料的表面积、孔道结构、表面化学特性，因此被许 多研究者用于气体的吸附研究。
功能碳材料的制备与表征的开题报告
功能碳材料的制备与表征的开题报告
一、背景介绍
功能碳材料是一类逐渐受到关注的新型材料，具有优异的物理、化学和电学性质，广泛应用于能源储存、催化、吸附等领域。
其制备方法多样，如碳化、活性碳化、高
温烧结等方法，制备过程和条件对其性能有着较大的影响。
因此，开发新的功能碳材
料制备方法以及深入研究其表征方法是十分必要的。
二、研究目的
本研究旨在制备具有优异性能的功能碳材料，并探究其结构和性能的关系，为该类材料的应用提供可靠的理论基础和实验依据。
三、研究内容
1.功能碳材料的制备方法研究
本研究将选择碳化、活性碳化和高温烧结等方法，系统调节制备条件，获得不同组成和性质的碳材料。
2.功能碳材料的结构表征
利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等显微镜技术和X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）等分析方法，对制备的功能碳材料的形貌、
晶体结构和化学成分进行分析和表征。
3.功能碳材料的性能测试
利用电化学测试、吸附性能测试、催化活性测试等方法，对所制备的碳材料进行性能测试，探究结构对功能性能的影响规律。
四、研究意义
通过本研究的系统制备和结构表征，对功能碳材料的结构与性能规律进行探究，为其应用提供理论基础和实验依据。
同时，探索新的制备方法，提高功能碳材料的制
备效率和性能，可为工业应用提供基础支撑。
有机化学——碳谱ppt课件
图谱简单
直观
表现
信号强度低
偶合常数大
碳谱
弛豫时间长
内部 特点
共振方法多
精选编辑ppt
10
6’-[(E)-2”-羟甲基，2”-丁烯酰基]熊果 苷
精选编辑ppt
11
➢ 偶合常数大。1H-1H偶合常数0-20Hz.碳原子常与氢原子连接，它 们可以互相偶合，这种13C-1H 一键偶合常数的数值很大，一般在 125-250 Hz。因为13C 天然丰度很低，这种偶合并不影响1H 谱， 但在碳谱中是主要的。
随着原子序数的增加，重原子的核外电子数增多，抗磁屏蔽
增加，C移向高场
化合物
Cl
Br
I
CH3X CH2X2 CHX3
CX4
25.1
10.2
54.2
21.6
77.7
12.3
96.7
-28.5
-20.5 -53.8 -139.7 -292.3
这主要是由于诱导效应引起的去屏蔽作用和重原子效应的屏
蔽作用的综合作用结果。对于碘化物，随着原子数的增大，
间上的接近可能产生强烈的相互影响。通常的解释是空间上接近的碳
上
H
之间的斥力作用使相连碳上的电子密度有所增加，从而增大屏蔽
H
YH
效应，化学位移则移向高场。
H
H
Y
62.6
66.7
55.3 64.7
当a键取代时，取代基与γ-C的H之间 空间接近，空间效应使γ-C上电子密度 增加，向高移。
Y=CH3，a-；γ-C高移。 Y=CH3，e-；γ-C变化不大。
15
1249Si
所以在早期的核磁共振研究中，一般只研究1H NMR，直到上个世纪 70 年代脉冲
碳材料开题报告模板
碳材料开题报告模板一、研究背景随着科学技术的日新月异，高科技材料的研究和应用成为当前材料科学领域的热点。
作为一种重要的新型材料，碳材料的研究和应用越来越受到科学界的关注。
碳材料是一类以碳为主要元素的材料，包括碳纤维、碳纳米管、活性炭、石墨烯等。
碳材料具有很多优良的性质，如高强度、高导电性、高热稳定性和化学稳定性等，因此被广泛应用于能源、电子学、化学等领域。
二、研究目的本次研究的目的是探究碳材料在能源领域的应用。
随着全球能源消耗的不断增加，对于新型、高效的能源储存和转换技术的需求越来越迫切，碳材料因其高比表面积和良好的电化学性能而成为研究重点。
本次研究将从以下几个方面入手：1.碳材料的基本性质介绍及其分类；2.碳材料在能源领域的应用；3.碳材料的制备方法及其优化；4.碳材料在应用过程中面临的问题及其解决方法；5.碳材料未来在能源领域的应用前景。
三、研究方法本次研究将采用以下研究方法：1.文献综述法：对碳材料相关的文献进行搜集和阅读，运用计算机检索工具和图书馆内外文献资源进行综述分析，全面了解碳材料的研究现状和实际应用情况，为后续开展研究提供基础信息和借鉴经验。
2.实验分析法：通过实验室中的先进设备，对不同制备方法的碳材料的构成、表面形貌、电化学性能等进行研究分析，对比不同制备方法，在电化学性能方面的差异，为实际应用和制备提供更好的依据。
3.理论模拟方法：利用计算机对碳材料在电化学方面的特性进行模拟和展示，体现其特性和优良性能，为实际应用提供参考和依据。
四、研究计划1.第一阶段：调研和文献综述，对碳材料基本性质和分类进行了解和搜集文献，撰写相关文献综述报告，用时2周；2.第二阶段：闵某某老师指导下开展实验，采用不同方法制备碳材料，对其在电化学方面的性能进行测试和分析，用时4周；3.第三阶段：根据实验和文献分析的结果，结合理论模拟方法，对碳材料的应用前景和存在问题进行讨论和总结，用时2周；4.第四阶段：对研究过程和结果进行反思和总结，撰写碳材料开题报告，用时1周。
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750
a
600
450
300
13.4 % 26.8 % 53.6 % 80.4 % 107.2 %
b A-HCSs-X
3
2
1
0 3
2
150
1
0
0
3
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
2
c
Relative pressure (P / P ) 0
Fast charge/di-
scharge
Supercapacitors
Low cost
Long cycle life
High charge/discha -rge efficency
3
Nature, 2012, 488, 294-303.
Electrode Materials
Electrical doule-layer capacitor
Pyrrole, FeCl3
Water, 25℃ 24h
Remove Polystyrene Carbonization
PPy =
KOH activation (1: 8)
11
Morphology of A-HCSs
12
Intensity / a.u.
Intensity / a.u. Intensity / a.u.
-0.005
-0.010
-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 Potential / V
b 570
540 A-HCSs
@ 0.2 A g-1
510
480
450
420
390
360 0 20 40 60 80 100 120 Pyrrole weight ratio
15
Electrochemistry measurements
10 14 Pore Width (nm)
Electrochemistry measurements
Current / A
Capacitance F g-1
a 0.015 A-HCSs-X 0.010
0.005
0.000
@ 2mv/s
13.4 % 26.8 % 53.6 % 80.4 % 107.2 %
1
PPy@PS-80.4%
0
0.6
HCSs-80.4%
3
AHCSs-13.4%
2
0.4
AHCSs-26.8%
1
AHCSs-53.6%
AHCSs-80.4%
0 3
0.2
2
1
0.0
0
50
100
150
200
1
Pore Width (nm)
A-HCSs-107.2% A-HCSs-80.4% A-HCSs-53.6% A-HCSs-26.8% A-HCSs-13.4 %
b
Hierarchical Pores Design (micro-and meso- pores)
Pyrrole
Carbonization
Activation with KOH
High activation
ratio ?
9
Journal of Power Sources. 2014, 247, 660-666.
Thank You for your attention
18
Discharged
Charged
High surface areas
Pseudoucapacitors
Electrolyte
H+,OH-,or Li+
electrode material
Heteroa -toms doping
ions transmi -ssion
4
Nature materials, 2005, 4, 366-377.
High thermal resistance
5
Materials Science and Engineering R, 2010, 70, 1–28
Carbon Precusors
Capacitances
Pseudoucapacitors Polypyrrole
Cycle Life
6
ACS Nano, 2014, 5, 4720-4729.
Binding energy / ev
Binding energy / ev
c A-PPy@PS-80.4%
295
290
285
280
13
Binding energy / ev
Pore structures of A-HCSs
Differential pore Volume (cm3 g -1) Volume Adsorbed (cm-3 g-1,STP)
Etching
Template
Core-caron shell
h-NCS
PS
Dircet carbonize
-tion
Controlla -ble
particle size
Good dispersity
8
Nature Mater. 2015. DOI: 10.1038/NMAT4317
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a
MO FeCl3
Synthesis of hollow carbon spheres based on polypyrrole and their application in supercapacitors
Supervisor: Prof. Yang and Prof . Tu College of Chemistry, Chemical Engineering and
Hierarchical Pores Design
7
J. Am. Chem. Soc. 2015. DOI: 10.1021/jacs.5b11955
Hierarchical Pores Design (macropores)
Carbon precursor coating
Carbonization
Chemical composition of A-HCSs
a
Pyrrole 80.7%
C 1s
A-HCSs
O 1s N 1s
HCSs
PPy@PS
S 2p
b A-PPy@PS-X
107.2% 80.4% 53.6% 26.8% 13.4%
1000 800 600 400 200 0
1000 800 600 400 200 0
Materials Science Soochow University 2016-09-06
1
Contents
1. Introduction 2. Objective 3. Currnt work 4. Future work
2
Supercapacitors
Clean
High power density
2. Seek more applications of obtained carbon spheres(gas adsorption, photothermal and package other active materials into void space).
17
Thanks for Prof. Yang, Prof. Tu for their considerate guidance. Thanks for all my classmates for their kind help. Thanks for teachers and students listening to my opening report.
Objectives
Treatment temperatu-
re
Positive/ne -gative charged PS
PS particle size
Capacitance
High activation
ratio
Overlayer thickness
10
Experiment scheme
Polystyrene
Hollow Carbon Spheres
Regular Good geometry liquidity
Hollow carbon spheres
Controlla -ble size
Inner cavity
High strength
Abundant porous structures Tunable porosity Light weight
- Z'' / ohm
- Z'' / ohm
Capacitance / F g-1 Retention / %
a7
6 A-HCSs-X
5
4
1.0
3
0.5
13.4 % 26.8 % 53.6 % 80.4 % 107.2 %
b 400
300 200
2
0.0
1
-0.5
0.4 0.6 0.8 1.0
0
Z' / ohm
01234567 Z' / ohm
100
0 0
100
80
A-HCSs-80.4 %
60
40
20
0 2000 4000 6000 8000 10000
Cycle number
16
Future work
1. Continue to synthesize hollow carbon spheres with different conditions.