生物质活性碳纤维孔隙调控与结构表征研究进展
生物质活性炭的制备与微结构特性调控研究进展
生物质活性炭的制备与微结构特性调控研究进展
黄坤;许明;吴秀娟;裴思佳;刘大伟;马晓迅;徐龙
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2024(43)5
【摘要】生物质是一种极具应用潜力的可再生资源,具有来源广泛、储量丰富和价格低廉等特点。
以生物质为原料制备活性炭,是推进生物质材料资源化利用的重要途径。
本文主要综述了以生物质为原料制备活性炭以及通过制备条件调控其比表面积、孔隙结构和表面性质等微结构特性的研究,重点阐述了生物质组成、炭化和活化条件(如炭化方式、活化剂种类、活化剂用量及反应停留时间等因素)对活性炭微结构特性的影响,并对常用活化剂(如水蒸气、CO_(2)、ZnCl_(2)、H_(3)PO_(4)、KOH等)对孔结构和表面性质的调控机理进行了详细探讨。
最后对具有不同微结构特性活性炭的应用做了总结。
【总页数】19页(P2475-2493)
【作者】黄坤;许明;吴秀娟;裴思佳;刘大伟;马晓迅;徐龙
【作者单位】西北大学化工学院;陕西西咸新区环境集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424
【相关文献】
1.生物质活性炭的微结构调控及其储氢性能研究
2.生物质和煤基活性炭制备过程的活化特性比较
3.梯级孔生物质活性炭的制备及其电容特性研究
4.生物质基活性炭材料的制备技术研究进展
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《生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究》
《生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究》篇一一、引言生物质基炭材料，以生物质资源为基础，在材料科学和电化学领域具有广泛的应用前景。
其结构调控是影响其电化学性能的关键因素之一。
本文旨在探讨生物质基炭材料的结构调控方法，并对其电化学性能进行深入研究。
二、生物质基炭材料的概述生物质基炭材料是一种以生物质为原料，经过碳化处理得到的炭材料。
其具有来源广泛、成本低廉、环境友好等优点，是传统炭材料的替代品之一。
随着科技进步，人们对炭材料的性能要求不断提高，如何调控生物质基炭材料的结构以优化其性能成为研究的热点。
三、生物质基炭材料的结构调控（一）原料选择与预处理原料的选择对生物质基炭材料的结构有着重要影响。
不同的生物质原料具有不同的组成和结构，这决定了最终产品的性质。
此外，对原料进行适当的预处理，如干燥、粉碎、脱灰等，可以改善原料的均一性，有利于后续的碳化过程。
（二）碳化过程控制碳化过程是生物质基炭材料制备的关键步骤。
通过控制碳化温度、时间、气氛等参数，可以有效地调控炭材料的结构和性能。
高温和长时间的碳化有助于形成高度石墨化的结构，而低温和短时间的碳化则会产生较多的缺陷和孔洞。
（三）后处理工艺后处理工艺如氧化、氮化、硫化等，可以通过引入杂原子或调整材料表面的化学性质来进一步优化生物质基炭材料的结构和性能。
这些后处理工艺可以增加材料的比表面积、改善其润湿性、提高其电导率等。
四、电化学性能研究（一）储能性能生物质基炭材料因其多孔结构和良好的电导性在储能领域具有广泛的应用。
通过结构调控，可以有效地提高其储能性能，如提高比电容、延长循环寿命等。
这些性能的改善对于开发高性能的超级电容器和电池等储能器件具有重要意义。
（二）电催化性能生物质基炭材料因其高比表面积和良好的电子传输能力在电催化领域也具有潜在的应用价值。
通过结构调控和表面改性，可以进一步提高其电催化性能，如提高氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的催化活性等。
《生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究》
《生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究》篇一一、引言随着社会对清洁能源和可持续性发展的需求日益增长，生物质基炭材料因其独特的物理和化学性质，成为了电化学领域的研究热点。
生物质基炭材料具有来源广泛、成本低廉、环境友好等优点，其结构调控和电化学性能研究具有重要的科学价值和应用前景。
本文将探讨生物质基炭材料的结构调控方法，以及其电化学性能的优化策略。
二、生物质基炭材料的概述生物质基炭材料是以生物质为原料，经过炭化、活化等过程制备得到的炭材料。
其具有高比表面积、良好的导电性、优异的化学稳定性等特性，被广泛应用于电化学储能、电化学传感器、催化剂载体等领域。
然而，生物质基炭材料的性能受其结构影响较大，因此，对其结构进行调控是提高其电化学性能的关键。
三、生物质基炭材料的结构调控生物质基炭材料的结构调控主要包括原料选择、炭化温度、活化方法等方面。
首先，原料的选择对生物质基炭材料的结构具有重要影响。
不同种类的生物质原料具有不同的化学组成和结构，因此，选择合适的生物质原料是实现结构调控的基础。
其次，炭化温度是影响生物质基炭材料结构的关键因素之一。
适当提高炭化温度可以提高炭材料的石墨化程度和导电性能。
最后，活化方法也是调节生物质基炭材料结构的重要手段。
常见的活化方法包括物理活化、化学活化以及物理-化学联合活化等。
四、电化学性能的优化策略为了进一步提高生物质基炭材料的电化学性能，需要采取一系列优化策略。
首先，通过调整生物质基炭材料的孔径分布和比表面积，可以优化其电化学储能性能。
例如，增大孔径和比表面积可以提供更多的活性位点，从而提高材料的电化学性能。
其次，通过引入杂原子（如氮、硫等）可以改善生物质基炭材料的电子结构和表面性质，从而提高其电导率和亲水性。
此外，通过与其他材料（如金属氧化物、导电聚合物等）复合，可以进一步提高生物质基炭材料的电化学性能。
例如，将生物质基炭材料与金属氧化物复合可以提高其电容性能和循环稳定性。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》范文
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一一、引言随着科技的发展和环境保护意识的提高，生物质基多孔炭材料作为一种可再生且环保的材料，其应用范围日益广泛。
本文将针对生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能进行研究，探讨其在实际应用中的潜力。
二、生物质基多孔炭材料概述生物质基多孔炭材料是一种以生物质为原料，经过炭化、活化等工艺制备的多孔炭材料。
其具有高比表面积、良好的化学稳定性和优异的吸附性能等特点，广泛应用于能源存储、环境治理、催化剂载体等领域。
三、孔结构调控方法孔结构是决定生物质基多孔炭材料性能的关键因素之一。
本文将介绍几种常见的孔结构调控方法：1. 原料选择与预处理：选择具有不同结构和性质的生物质原料，通过预处理（如物理或化学方法）改变原料的孔隙结构和表面性质，从而影响最终产物的孔结构。
2. 炭化温度与时间：炭化过程中，温度和时间对孔结构的形成具有重要影响。
适当调整炭化温度和时间，可以优化孔径分布和比表面积。
3. 活化方法：通过物理或化学活化方法，如CO2活化、KOH 活化等，可以有效地增加多孔炭材料的孔隙率和比表面积。
4. 添加剂的使用：在制备过程中添加一些具有特定功能的添加剂，如模板剂、造孔剂等，可以有效地调控多孔炭材料的孔结构。
四、电容性能研究电容性能是生物质基多孔炭材料在能源存储领域的重要应用之一。
本文将探讨生物质基多孔炭材料的电容性能及其与孔结构的关系。
1. 实验方法：采用循环伏安法、恒流充放电等方法，对不同孔结构的生物质基多孔炭材料进行电容性能测试。
2. 结果与讨论：分析不同孔结构对电容性能的影响，探讨孔径分布、比表面积等因素对电容性能的贡献。
同时，结合实验结果，对生物质基多孔炭材料的电容性能进行优化。
五、实际应用及展望生物质基多孔炭材料在能源存储、环境治理等领域具有广泛的应用前景。
本文的研究成果将为生物质基多孔炭材料的实际应用提供理论依据和技术支持。
未来，随着科技的发展和环保需求的提高，生物质基多孔炭材料将在更多领域得到应用，为人类社会的可持续发展做出贡献。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》摘要：本文针对生物质基多孔炭材料（BPC）的孔结构调控及其电容性能进行了深入研究。
通过优化制备工艺和调整孔结构参数，成功实现了对BPC材料孔结构的精确调控，并对其电容性能进行了系统评价。
研究结果表明，合理的孔结构调控可以有效提高BPC材料的电容性能，为BPC材料在电化学储能领域的应用提供了重要依据。
一、引言随着人们对绿色能源和可持续发展需求的增加，生物质基多孔炭材料（BPC）因其环境友好、成本低廉和良好的电化学性能而备受关注。
BPC材料在电化学储能领域具有广阔的应用前景，如超级电容器、锂离子电池等。
然而，其电容性能受孔结构的影响较大，因此，对BPC材料的孔结构进行调控成为提高其电容性能的关键。
二、生物质基多孔炭材料的制备与孔结构调控1. 材料制备生物质基多孔炭材料通常采用生物质废弃物为原料，通过炭化、活化等工艺制备而成。
2. 孔结构调控通过调整活化剂的种类、浓度、活化温度和时间等参数，可以实现对BPC材料孔结构的精确调控。
此外，还可以采用模板法、化学掺杂等方法进一步优化孔结构。
三、孔结构对电容性能的影响1. 孔径分布BPC材料的电容性能与其孔径分布密切相关。
适当的孔径分布可以提供更多的电化学活性位点，从而提高材料的比电容。
2. 孔容与比表面积孔容和比表面积是评价BPC材料电容性能的重要指标。
较大的孔容和比表面积有利于电解液的浸润和离子的传输，从而提高材料的电化学性能。
四、实验方法与结果分析1. 实验方法采用不同制备工艺和孔结构参数的BPC材料，通过循环伏安法（CV）、恒流充放电测试和电化学阻抗谱（EIS）等方法，对其电容性能进行系统评价。
2. 结果分析通过优化制备工艺和调整孔结构参数，发现当孔径分布适中、孔容较大、比表面积适中时，BPC材料的电容性能最佳。
此外，还发现通过化学掺杂等方法可以进一步提高BPC材料的电容性能。
五、结论与展望本文通过对生物质基多孔炭材料的孔结构进行精确调控，成功提高了其电容性能。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》范文
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，对储能设备性能的需求不断提升，多孔炭材料作为高性能电化学电容器的核心组成部分，已得到了广泛的关注与研究。
尤其在新型环保理念的引领下，以生物质为基础的多孔炭材料因其可再生性、成本低廉及良好的电化学性能等优点，已成为研究的热点。
本文将针对生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能进行深入研究。
二、生物质基多孔炭材料的概述生物质基多孔炭材料，主要是指以生物质为原料，经过炭化、活化等工艺处理后形成的具有特定孔径和结构的炭材料。
这类材料不仅来源广泛、可再生，还具有较高的比表面积和良好的电化学性能，使其在电容器、电池等电化学设备中具有广泛的应用前景。
三、孔结构调控的方法对于生物质基多孔炭材料而言，孔结构的调控对其电化学性能具有决定性影响。
以下是主要的孔结构调控方法：1. 炭化过程控制：通过调整炭化温度和时间，可以影响炭材料的孔径大小和分布。
高温和长时间的炭化通常会导致更丰富的微孔形成。
2. 活化过程优化：通过物理或化学活化方法，如CO2或H3PO4活化，可以显著提高多孔炭的比表面积和孔体积。
3. 添加造孔剂：在制备过程中加入特定的造孔剂，如ZnCl2、KOH等，可以有效调整炭材料的孔径和孔隙率。
四、电容性能研究生物质基多孔炭材料的电容性能主要取决于其孔结构和比表面积。
以下是对其电容性能的研究：1. 电容器的储能机制：多孔炭材料主要通过双电层效应进行储能，其电容性能与其比表面积、孔径及孔隙率密切相关。
2. 实验结果分析：通过电化学测试，如循环伏安法（CV）和恒流充放电测试，可以评估多孔炭材料的电容性能。
实验结果表明，经过合理的孔结构调控，生物质基多孔炭材料可以展现出优异的电容性能。
五、研究展望尽管对生物质基多孔炭材料的研究已取得了一定的成果，但仍有许多问题值得进一步研究和探索：1. 新型生物质原料的开发：寻找具有更高比表面积和更丰富孔结构的生物质原料，以提高多孔炭材料的电化学性能。
生物炭微观解剖结构表征及理化性质研究
生物炭微观解剖结构表征及理化性质研究
近年来，随着能源紧缺、环境恶化等现实问题的日益突出，研究和应用生物炭
正如日益受到重视。
生物炭不仅可以帮助控制温室效应，还可以作为有机肥料、环境修复材料、水净化剂等提供实际服务。
研究表明，生物炭微观结构表征以及相应的理化性质是其相关性能的潜在决定因素，它也是提高生物炭性能的有效手段之一。
生物炭的微观结构表征涉及不同的尺度，从ATOM到各级孔径：表面结构、化
学结构、纳米结构甚至可能连接高级结构。
表面结构实际上是指一定孔径、一定大小的毛细结构，它根据扫描电镜获得的表面形貌图像及表面火焰热分析（SFA）获
取的表面毛细特征等数据研究的。
化学结构有时称为“芯、壳结构”，指的是生物炭筛细剂细度比较细的微粒，其表面有一层厚厚的包覆层（即芯、壳），其下封孔的主要来源也是表面毛细结构。
纳米结构是指构筑在碳中孔结构的原子等尺度下的结构，它以分子水平描述生物炭孔径结构，可以全面反映孔径非均匀性和波动特征。
此外，高级结构反映了微细孔径结构，如交织部分、毛细等，它们可以有效地改变生物炭受热特性以及其表面物理、化学性质，进而影响炭的性能。
生物炭的理化性质受其微观表征的影响，比如由于它的具体微观结构邻近的比
表面积决定了生物炭的气溶胶吸附性质，化学结构定义了生物炭的碱、酸性及离子换取性质等。
理化性质的改变也会导致生物炭的相对微观形状和结构发生变化，从而改变其性能。
总之，研究生物炭微观解剖结构表征以及相应的理化性质具有重要意义，它是
提高生物炭及相关性能的重要技术支撑，可以指导全球实施生物炭作为环境修复材料、有机肥料等施工工程的建设和应用。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》范文
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一一、引言随着能源需求的增长和环境保护意识的提高，寻找可再生、环保且高效的能源存储材料成为了科研领域的重要课题。
生物质基多孔炭材料以其独特的孔结构和优异的电化学性能，在能源存储领域表现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能，以期为炭材料在能源存储领域的应用提供理论依据。
二、生物质基多孔炭材料的制备与孔结构调控2.1 制备方法生物质基多孔炭材料主要通过炭化、活化等工艺制备而成。
其中，炭化是将生物质原料在无氧或限氧条件下进行热解，得到初级炭材料；活化则是通过化学或物理手段，进一步扩大炭材料的孔隙结构，提高其比表面积和孔容。
2.2 孔结构调控孔结构是决定生物质基多孔炭材料性能的关键因素。
通过调整制备过程中的温度、时间、原料种类及活化剂种类等参数，可以实现对孔结构的调控。
例如，提高活化温度或延长活化时间，可以增加炭材料的微孔数量和比表面积；而选用不同的活化剂，则可以调控炭材料的孔径分布和孔隙形态。
三、电容性能研究3.1 电容性能评价指标生物质基多孔炭材料的电容性能主要通过比电容、循环稳定性、充放电速率等指标进行评价。
其中，比电容是衡量材料储能能力的重要参数，循环稳定性则反映了材料在充放电过程中的稳定性，而充放电速率则决定了材料的实用性能。
3.2 孔结构对电容性能的影响生物质基多孔炭材料的孔结构对其电容性能具有显著影响。
微孔有利于离子吸附和存储，提高比电容；而介孔和大孔则有利于电解液的渗透和离子传输，提高充放电速率。
因此，合理的孔径分布和孔隙形态对于提高生物质基多孔炭材料的电容性能至关重要。
四、实验结果与讨论4.1 实验方法与数据通过改变制备过程中的参数，制备了一系列不同孔结构的生物质基多孔炭材料，并对其电容性能进行了测试。
实验数据包括不同材料的比表面积、孔径分布、比电容、循环稳定性及充放电速率等。
4.2 结果分析实验结果表明，合理的孔结构调控可以显著提高生物质基多孔炭材料的电容性能。
新型生物质碳材料的研究进展
新型生物质碳材料的研究进展摘要: 碳材料是重要的结构材料和功能材料,利用生物质原料制备各种碳材料,可以降低碳材料生产成本,实现碳材料的可持续发展。
本文较系统地介绍了新型生物质碳材料的制备方法以及应用前景,总结了近年来国内外生物质碳纤维、生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛等碳材料的相关研究报道。
关键词: 生物质;碳纤维;活性碳纤维;碳分子筛碳材料以其优良的耐热性能、高导热系数、良好化学惰性、高电导率等优点,被广泛应用于冶金、化工、机械、电子、航空等领域。
近年来,由于化石资源的短缺,碳材料的发展和应用受到了限制。
生物质资源如林业生物质、农业废弃物、水生植物、能源植物等属于可再生资源而成为化石资源的替代品,而且大部分生物质资源都含有丰富的碳元素,成为制备各种碳材料的丰富原料。
自碳材料诞生起,以可再生的生物质资源为原料制备各种碳材料一直都是研究者关注的重点.。
1. 新型生物质碳材料目前,研究较多和应用比较广泛的新型生物质碳材料有各种生物质碳纤维、生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛。
1．1 生物质碳纤维碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量90%以上。
它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下炭化而制得。
作为高性能纤维的一种,碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是先进复合材料最重要的增强材料。
由于其特有的高比强度、高拉伸模量、低密度、耐高温、抗烧蚀、低热膨胀等特殊性能,已成为发展航天航空等尖端技术和军事工业必不可少的新材料。
目前碳纤维制备方法主要有有机纤维法和气相生长法。
以各种生物质原料为前驱体的碳纤维,其制备大多采用有机纤维法,即采用不同的有机纤维为原料,经纺丝、氧化、炭化、石墨化、表面处理、上胶、卷绕及包装,分别制得各种不同性能的碳纤维和石墨纤维。
1．2 生物质活性碳纤维活性碳纤维(activatedcarbonfiber,ACF)是将碳纤维及可炭化纤维经过物理活化、化学活化或两者兼有的活化反应所制得的具有丰富和发达孔隙结构的功能型碳纤维。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》摘要：本文重点研究了生物质基多孔炭材料的孔结构调控技术，以及其对电容性能的影响。
通过不同的制备方法和后处理技术，成功调控了炭材料的孔径分布和孔容，进而提升了其电容性能。
本文详细介绍了实验过程、数据分析和结果讨论，为生物质基多孔炭材料在能源存储领域的应用提供了理论依据。
一、引言随着科技的发展和环保意识的提高，生物质基多孔炭材料因其良好的电化学性能和环保可持续性，受到了广泛关注。
孔结构是决定炭材料电容性能的关键因素之一，因此，对生物质基多孔炭材料孔结构的调控研究具有重要意义。
本文旨在通过实验研究，探讨不同孔结构调控方法对炭材料电容性能的影响。
二、实验材料与方法1. 材料准备选用生物质废弃物（如木材、果壳等）作为原料，经过预处理后得到炭前驱体。
2. 制备方法（1）采用化学活化法或物理活化法制备初步的生物质基多孔炭材料。
（2）通过控制活化剂的种类、浓度和反应时间等参数，以及采用不同的后处理技术（如高温煅烧、气氛处理等），对炭材料的孔结构进行调控。
3. 性能测试利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和Brunauer-Emmett-Teller（BET）等方法，对制备的生物质基多孔炭材料的孔结构进行表征；通过恒流充放电测试、循环伏安测试和电化学阻抗谱等方法评估其电容性能。
三、结果与讨论1. 孔结构表征通过SEM和TEM观察发现，经过不同方法调控后的生物质基多孔炭材料具有不同的孔径分布和孔隙形态。
BET测试结果表明，通过调整制备和后处理参数，可以有效地控制炭材料的比表面积和孔容。
2. 电容性能分析恒流充放电测试显示，经过孔结构调控的生物质基多孔炭材料具有更高的比电容。
循环伏安测试表明，材料的充放电过程具有良好的可逆性和稳定性。
电化学阻抗谱分析显示，合理的孔结构可以降低内阻，提高材料的电导率。
3. 孔结构与电容性能关系研究发现，适当的微孔和介孔比例有助于提高材料的比电容和循环稳定性。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》一、引言随着对可持续发展理念的日益重视和环保型能源储存技术的需求增长，生物质基多孔炭材料因其环境友好、可再生及高比表面积等特性，在电化学储能领域中受到了广泛关注。
孔结构作为决定其电容性能的关键因素，对多孔炭材料的电化学性能具有显著影响。
本文将针对生物质基多孔炭材料的孔结构调控进行深入探讨，并分析其电容性能的优化。
二、生物质基多孔炭材料的概述生物质基多孔炭材料以其天然可再生性、成本低廉和环境友好性成为近年来的研究热点。
通过特定的碳化处理和活化过程，可以获得具有不同孔径分布和比表面积的多孔炭材料。
这些材料在电化学储能领域中，如超级电容器、锂离子电池等，都展现出良好的应用前景。
三、孔结构调控方法1. 原料选择与预处理：选择合适的生物质原料是制备多孔炭材料的第一步。
通过酸洗、碱处理等预处理方法可以改善原料的表面性质，有利于后续的碳化和活化过程。
2. 碳化过程：通过控制碳化温度和时间，可以影响炭材料的基本骨架结构，从而间接影响其孔结构。
3. 活化过程：活化是调控多孔炭材料孔结构的关键步骤。
常用的活化方法包括物理活化（如CO2活化）和化学活化（如KOH、ZnCl2等化学试剂活化）。
通过选择不同的活化方法和控制活化剂的用量，可以实现对孔径和比表面积的有效调控。
四、孔结构对电容性能的影响1. 孔径分布：多孔炭材料的电容性能与其孔径分布密切相关。
适当的微孔（<2nm）有利于双电层电容的形成，而介孔（2-50nm）和大孔则有利于电解质离子的传输和扩散，提高材料的利用率。
2. 比表面积：比表面积是决定多孔炭材料电化学性能的重要因素之一。
较高的比表面积意味着更多的活性位点，有利于提高材料的电容性能。
五、电容性能研究通过循环伏安法（CV）、恒流充放电测试和电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试手段，对生物质基多孔炭材料的电容性能进行评估。
实验结果表明，经过合理的孔结构调控，多孔炭材料展现出优异的电容性能和良好的循环稳定性。
生物质碳材料的孔道分析
生物质碳材料的孔道分析陈佩丽;陈晓丽;卢思;王树加;苏秋成【期刊名称】《中国无机分析化学》【年(卷),期】2024(14)4【摘要】生物质碳材料的孔道类型和孔径大小制约着材料有效的活性位点数量,影响材料的性能。
孔道分类又是孔径分析的前提条件,因此,建立孔道分类的方法非常有意义。
随着生物质碳材料的深入研究,研究者对其孔道分析的要求逐渐提高。
由于实际的吸脱附等温线具有不规则性,难以匹配IUPAC规范中的吸脱附等温线,所以,用实际的吸脱附等温线与IUPAC规范中的吸脱附等温线进行匹配对生物质碳材料的孔道进行分类准确度不能得到保证。
使用自制生物质碳材料,运用物理吸附仪对其进行表征,采用BET方程(Brunauer-Emmett-Teller)、T-plot方法(Thickness-plot)、DFT方法(Non-local Density Functional Theory)、BJH(Barrett Joyner And Halenda)方法对其孔道进行分析。
研究表明,采用孔隙率和比表面积占有率对其进行孔道分类,可以准确地定义出微孔生物质碳材料、介孔生物质碳材料和微介孔生物质碳材料,从而建立了孔隙率和比表面积占有率的孔道分类新方法。
用标准样品对孔隙率和比表面积占有率的孔道分类新方法进行论证,结果一致。
方法准确可靠、实用性高。
【总页数】6页(P473-478)【作者】陈佩丽;陈晓丽;卢思;王树加;苏秋成【作者单位】中国科学院广州能源研究所【正文语种】中文【中图分类】O657.31;X832【相关文献】1.孔道可调控的锂离子电池无定形碳负极材料2.基于木材制备各向异性孔道结构的厚层碳电极材料的探究3.大孔道介孔氧化硅/碳基纳米材料的设计合成与应用4.探讨耕地和永久基本农田保护状况与对策建议5.探索科教融合促进研究生课程建设:以生物质碳材料为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物质碳材料的结构调控及其电化学性能研究
生物质碳材料的结构调控及其电化学性能研究生物质碳材料的结构调控及其电化学性能研究一、引言近年来，随着能源危机和环境问题的日益突出，寻找可再生、清洁和高效的能源材料已经成为全球科学界关注的热点。
生物质作为一种可再生的资源，在能源和材料领域中的应用越来越受到关注。
生物质碳材料由于其丰富的资源、低成本、较高的比表面积以及良好的电化学性能，被认为是一种有潜力的能源材料。
二、生物质碳材料的结构调控方法1. 碳化过程：生物质碳材料的制备一般通过高温炭化过程进行。
在炭化过程中，通过控制炭化温度和时间可以调控材料的结构，例如，低温炭化可以得到具有较高比表面积和丰富孔隙结构的材料。
同时，添加催化剂和活化剂等也可以有效地调控材料的结构。
2. 活化过程：在生物质碳材料的制备中，活化过程也是一个重要的结构调控方法。
通过化学活化或物理活化等方法，可以进一步扩展材料的比表面积和孔隙结构，提高电存储性能。
三、生物质碳材料的电化学性能研究1. 超级电容器：生物质碳材料具有较高的比表面积和孔隙结构，可以提供更多的储能空间，因此被广泛应用于超级电容器领域。
通过结构调控方法可以进一步提高其电容性能，例如，高温炭化制备的生物质碳材料可以提供更高的比电容和更好的循环稳定性。
2. 锂离子电池：生物质碳材料也可以应用于锂离子电池领域。
其具有合适的比电容和较高的导电性能，可以作为锂离子电池负极材料。
同时，结构调控可以提高其锂离子的嵌入/脱嵌性能和循环稳定性。
3. 超级电池：生物质碳材料的结构调控方法也可以为超级电池的研究提供新思路。
通过调控材料的结构，可以提高其超级电池的储能密度和循环寿命。
四、结论生物质碳材料作为一种可再生、清洁和高效的能源材料，具有极大的潜力。
通过结构调控方法可以进一步提高其电化学性能，并且在超级电容器、锂离子电池和超级电池等领域有着广泛的应用前景。
未来的研究工作应重点关注结构调控方法的优化、机理的解析以及材料的大规模制备方法的探索，以实现生物质碳材料在能源领域的广泛应用综上所述，生物质碳材料具有较高的比表面积和孔隙结构，通过结构调控方法可以进一步提高其电化学性能。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一一、引言生物质基多孔炭材料因具有丰富的孔结构和优异的物理化学性能，在能源存储、环境治理、催化剂载体等领域具有广泛的应用前景。
其中，其孔结构调控对于提高材料的电容性能尤为重要。
本文旨在研究生物质基多孔炭材料的孔结构调控方法，并探讨其电容性能的优化。
二、生物质基多孔炭材料的制备生物质基多孔炭材料以生物质为原料，经过炭化、活化等工艺制备而成。
制备过程中，原料的选择、炭化温度、活化剂种类及用量等因素均会影响最终产物的孔结构。
因此，合理的制备工艺是获得具有优异性能的生物质基多孔炭材料的关键。
三、孔结构调控方法孔结构是决定生物质基多孔炭材料性能的重要因素。
本文采用以下方法对孔结构进行调控：1. 原料选择与预处理：选择具有不同结构和化学组成的生物质原料，通过酸碱处理、热解等预处理方法，改变原料的孔隙结构和表面性质，进而影响最终产物的孔结构。
2. 炭化温度控制：炭化温度对生物质基多孔炭材料的孔结构有显著影响。
通过调整炭化温度，可以获得不同孔径分布和比表面积的炭材料。
3. 活化剂种类及用量：活化剂种类及用量是调控孔结构的重要手段。
常用的活化剂包括CO2、H2O、ZnCl2等，通过调整活化剂的种类和用量，可以实现对孔径、比表面积和孔容的有效调控。
四、电容性能研究生物质基多孔炭材料具有优异的电容性能，尤其在超级电容器、锂离子电池等领域具有广泛应用。
本文通过以下方法研究其电容性能：1. 电极制备与电化学测试：将生物质基多孔炭材料制备成电极，进行循环伏安、恒流充放电等电化学测试，分析其电容性能。
2. 孔结构与电容性能关系：通过对比不同孔结构生物质基多孔炭材料的电容性能，分析孔结构对电容性能的影响。
结果表明，适当的孔径分布和比表面积有利于提高材料的电容性能。
3. 实际应用潜力：探讨生物质基多孔炭材料在超级电容器、锂离子电池等领域的实际应用潜力，为进一步优化其性能提供参考。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一摘要：本文以生物质基多孔炭材料为研究对象，通过对其孔结构的调控，探讨了不同孔结构对材料电容性能的影响。
采用先进的实验手段和理论分析，揭示了孔结构与电容性能之间的内在联系，为生物质基多孔炭材料在能源存储领域的应用提供了理论依据。
一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，开发高效、环保的能源存储材料成为当前研究的热点。
生物质基多孔炭材料因其具有较高的比表面积、良好的化学稳定性和可再生性，在超级电容器、锂离子电池等能源存储领域具有广阔的应用前景。
然而，其电容性能受孔结构的影响较大，因此，研究孔结构调控及其对电容性能的影响具有重要意义。
二、生物质基多孔炭材料的制备生物质基多孔炭材料通常以生物质为原料，通过碳化、活化等工艺制备而成。
本实验选用农业废弃物（如稻壳、棉秆等）作为原料，经过预处理、碳化、活化等步骤，制备出具有不同孔结构的多孔炭材料。
三、孔结构调控方法本部分主要探讨了两种孔结构调控方法：1. 物理活化法：通过改变活化剂种类、浓度及活化时间，调节炭材料的孔径大小和分布。
2. 化学活化法：利用化学试剂与生物质原料进行反应，通过控制反应条件，实现孔结构的调控。
四、孔结构与电容性能的关系本部分通过实验和理论分析，探讨了不同孔结构对电容性能的影响。
实验结果表明，适当的孔径大小和分布有利于提高材料的比表面积和电化学性能。
具体而言：1. 微孔（<2nm）有利于离子吸附和快速传输，从而提高材料的比电容；2. 介孔（2-50nm）有助于电解液渗透和离子传输，提高材料的循环稳定性；3. 大孔（>50nm）则有利于电解液的储存和材料的浸润性。
五、电容性能测试与分析本部分采用循环伏安法、恒流充放电等方法对不同孔结构的多孔炭材料进行电容性能测试。
测试结果表明，经过合理孔结构调控的材料具有较高的比电容、优良的循环稳定性和较高的能量密度。
此外，通过理论分析，揭示了孔结构与电容性能之间的内在联系，为进一步优化材料性能提供了理论依据。
211171497_生物质基炭材料孔径调控及电化学性能研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 4 期生物质基炭材料孔径调控及电化学性能研究进展刘静1，林琳1，张健2，赵峰1（1 北华大学吉林省木质材料科学与工程重点实验室，吉林 吉林 132013；2 北华大学理学院，吉林 吉林 132013）摘要：生物质基炭材料具有来源广泛、表面官能团丰富和微观结构多样的优点，但具有孔径分布不合理的问题，从而限制了其在电化学储能领域的应用。
本文简述了微孔、介孔和大孔结构对电化学性能的影响机制，详细阐述了孔径调控方法：微孔为碱活化法、发泡活化法、CO 2/蒸汽活化法和冷冻处理法，介孔为酸活化法、模板法、熔融盐炭化法、催化活化法和纤维素酶解法，大孔为SiO 2-胶体模板法和软模板法。
并将以上调控方法的影响因素和优缺点进行了分析，总结了各种方法在电极材料中的应用效果。
分析表明，发泡活化法对微孔调控高效且环保，酸活化法和熔融盐炭化法对介孔率提高显著。
此外，本文将调控方法按照生物质材料来源（组分）的不同进行了分类，得出碱活化法和自模板法适用于动物基炭材料微孔和介孔调控，而纤维素酶解法为植物基炭材料的介孔调控提供了绿色环保的新思路。
最后，本文就生物质基炭材料孔径调控和绿色制备在电化学储能领域的应用提出了建议。
关键词：生物质；热解；电化学；电极材料；孔结构中图分类号：TQ127.11；TM912 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）04-1907-10Research progress in pore size regulation and electrochemicalperformance of biomass-based carbon materialsLIU Jing 1，LIN Lin 1，ZHANG Jian 2，ZHAO Feng 1（1 Key Laboratory of Wooden Materials Science and Engineering, Beihua University, Jilin 132013, Jilin, China;2College of Science, Beihua University, Jilin 132013, Jilin, China ）Abstract: Biomass-based carbon materials have the advantages of wide source, abundant surface functional groups and diverse microstructures. However, it has the problem of unreasonable pore size distribution, limiting their applications in electrochemical energy storage. In this paper, the influence mechanism of microporous, mesoporous and macroporous structures on electrochemical performance was briefly described, and the pore size regulation methods were elaborated including alkali activation method, foaming activation method, CO 2/steam activation method and freezing treatment method for microporous, acid activation method, template method, molten salt carbonization method, catalytic activation method and cellulase hydrolysis method for mesoporous, and SiO 2-colloidal template method and soft template method for macroporous. Moreover, the influence factors, advantages and disadvantages of the above regulation methods were analyzed, and the application effects of various methods in electrode materials were summarized. The analysis showed that the foaming activation method was efficient and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1056收稿日期：2022-06-06；修改稿日期：2022-07-18。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》一、引言在当前的能源与环境挑战下，开发高效、环保的能源存储与转换技术成为科研领域的重要课题。
生物质基多孔炭材料以其来源广泛、环境友好、高比表面积和良好的电化学性能等优势，在超级电容器、锂离子电池等电化学储能器件中具有广泛的应用前景。
本文着重研究了生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能，旨在为高性能电化学储能器件的研发提供理论依据和实践指导。
二、生物质基多孔炭材料的制备生物质基多孔炭材料以生物质为原料，通过炭化、活化等工艺制备而成。
制备过程中，原料的选择对最终产物的孔结构具有重要影响。
常用的生物质原料包括木质素、纤维素和农业废弃物等。
此外，通过控制炭化温度、活化剂种类和浓度等工艺参数，可以实现对多孔炭材料孔结构的调控。
三、孔结构调控技术孔结构是决定多孔炭材料电化学性能的关键因素。
本文研究了以下几种孔结构调控技术：1. 温度调控：通过调整炭化温度，可以控制炭材料的孔径分布和比表面积。
高温有利于形成微孔结构，而较低的温度则有利于形成介孔或大孔结构。
2. 活化剂的使用：利用化学活化剂（如KOH、ZnCl2等）对炭材料进行活化，可以显著增加其比表面积和孔体积。
不同的活化剂和浓度对孔结构有不同影响。
3. 模板法：通过使用模板剂（如介孔硅等），可以在多孔炭材料中引入有序的孔道结构。
四、电容性能研究电容性能是评价多孔炭材料电化学性能的重要指标。
本文通过电化学测试，研究了不同孔结构的多孔炭材料在超级电容器中的应用。
研究结果表明：1. 微孔结构有利于提高材料的比电容，因为微孔能够提供更多的电荷存储空间。
2. 介孔或大孔结构有助于提高材料的循环稳定性和速率性能，因为它们能够提供更好的离子和电子传输通道。
3. 通过优化孔径分布和比表面积，可以制备出兼具高比电容和良好循环稳定性的多孔炭材料。
五、结论本文系统研究了生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能。
通过调整制备工艺和优化孔结构，可以显著提高多孔炭材料的电化学性能。
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》
《生物质基多孔炭材料的孔结构调控及其电容性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人类对环境友好型材料的渴求，生物质基多孔炭材料以其可再生的原材料、较高的比表面积以及良好的物理化学性质等优点，成为众多领域的研究热点。
尤其是在能源存储与转换、环保以及催化剂载体等领域，多孔炭材料具有举足轻重的地位。
其中，孔结构是决定其性能的关键因素之一。
因此，本篇论文主要探讨了生物质基多孔炭材料的孔结构调控方法，以及其在电容性能上的表现。
二、生物质基多孔炭材料的简介生物质基多孔炭材料，是一种以天然生物质为原料，通过炭化、活化等工艺制成的具有高比表面积、发达孔结构以及优良吸附和电化学性能的材料。
因其独特的物理化学性质，它广泛应用于储能器件如超级电容器和锂离子电池中。
三、孔结构调控方法1. 物理活化法：该方法主要通过对材料进行物理活化处理，调整温度和气氛条件，达到调整孔结构的目的。
物理活化方法可以通过控制活化时间、温度和气氛中的气体种类来精确控制孔径大小和分布。
2. 化学活化法：通过使用化学试剂对生物质原料进行预处理，再进行炭化处理。
化学活化法可以有效地增加材料的比表面积和孔容，同时可以调整孔的形状和大小。
3. 模板法：利用模板的特定空间结构来控制炭材料的孔结构形成。
通过模板的形状和尺寸控制最终炭材料的孔结构和形态。
四、电容性能研究通过对比不同方法制备的生物质基多孔炭材料在电容性能上的表现，我们发现：1. 孔径大小与电容性能的关系：适中的孔径有利于电解液离子的传输和存储，过大或过小的孔径都可能导致电容性能的降低。
2. 比表面积的影响：比表面积越大，材料能够提供的电化学活性位点越多，有利于提高材料的电容性能。
3. 孔结构分布的优化：合理的孔结构分布可以确保电解液离子在材料内部的快速传输，从而提高材料的电化学性能。
五、结论通过对生物质基多孔炭材料孔结构的调控，可以有效地提高其电容性能。
物理活化法、化学活化法和模板法等制备方法各有优劣，应根据实际需求选择合适的制备方法。
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纤维 、 生 物质 沥青 基 活 性 碳 纤 维 ５种 生 物 质 活 性 碳 纤 维 的孔 隙 调 控 与 结 构 表 征 研 究 进 展 ， 归纳其 晶体结构 、 表 面 形
态结构 、 表面化学结构和吸附性能 ， 并 提出几点建议 。 关键词 ： 生物质活性碳纤维 ； 孔 隙结构 ； 孔 隙 调 控
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中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ４ ２ ． ７ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ １— ７ ４ ８ ８ Ｉ ２ ０ １ ３ ｌ １ ０—０ １ ４ ０— ０ ９
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生 物 质 活 性 碳 纤 维 孔 隙调 控 与结 构 表征 研 究 进 展
金 枝 赵 广 杰
（ 北 京 林 业 大学 北 京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要 ： 综 述 生物 质纤 维 基 活 性 碳 纤 维 、 黏胶基活性碳纤维 、 木质素 基活性碳 纤维 、 生物质苯 酚液化 物基活性碳
第４ ９卷 第 １ Ｏ期
２ ０ １ ３年 ｌ ０月
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活 性碳 纤 维 （ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ， 简称 Ａ Ｃ Ｆ ） 以其 接 触面积 大 、 比表 面 积 高 、 吸附容量大、 吸 附 脱 附速率 快 、 耐 热 耐酸 碱 等 优 点 作 为 一种 新 型 吸 附 功 能 材 料广泛 应 用于环 境 净化 、 催 化 剂载体 、 电极 材料 等 方 面 。在高 度提 倡 能 源 绿 色化 的今 天 ， 利 用生 物
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