导读:本文包含了炭气凝胶论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:凝胶,溶胶,电化学,法拉第,电池,电容,环糊精。
炭气凝胶论文文献综述
李博雅,姜杭杰,安娜莹,李思锐,崔艺[1]（2019）在《石墨烯/炭气凝胶的制备及对TNT的吸附性能》一文中研究指出采用溶胶-凝胶法和CO_2超临界干燥工艺,以间苯二酚(R)、甲醛(F)、氧化石墨烯(GO)、抗坏血酸(VC)为原料,制备完整块状的石墨烯/炭气凝胶(GCA)。采用X线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积和孔径分布测试等对制备的GCA进行表征。以GCA为吸附剂,对水溶液中叁硝基甲苯(TNT)进行吸附实验。结果表明:所制GCA具有低密度(0.04 cm~3/g)、高比表面积(2 471 m~2/g)和大总孔容(2.49 cm~3/g)等特点;在温度为25℃,振荡频率为200 r/min,pH约为7,吸附时间为150 min,初始TNT质量浓度为80 mg/L的实验条件下,GCA样品对水溶液中的TNT吸附率可达97%,比市售活性炭高出约27%,经5次循环实验后GCA的再生率为93.8%,再生性能较好可以重复使用。(本文来源于《南京工业大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
陈安国,石斌,杨程响,贺焰[2]（2019）在《锂离子电容器用炭气凝胶的研究进展》一文中研究指出综述炭气凝胶的制备方法、改性方法、表面与内部结构的影响因素及电化学应用等方面的研究进展。在合成过程中,为制备高比表面积、高孔隙率、高电导率且可控孔结构的炭气凝胶材料,需通过筛选原料、改进干燥方式和简化工艺流程等,对制备方法进行改进;通过调控反应物浓度、反应条件、催化剂种类和催化剂浓度等制备变量,对合成工艺进行优化;通过掺杂和活化的方式,进行改性处理。(本文来源于《电池》期刊2019年04期）
王莉娜[3]（2019）在《壳聚糖基炭气凝胶负载过渡金属氧化物的制备及其应用研究》一文中研究指出过渡金属氧化物(Transition metal Oxides,简称MO_x)有比较多空的d或者f轨道可以成键,可以与反应分子结合,形成能垒较低的过渡态,从而降低整个反应路径的活化能,加速化学反应的进行。通常,同一种MO_x具有多种物理化学性能,可作为电极材料、催化材料、吸波材料等广泛应用于各种领域。然而,MO_x大多属于半导体,导电性能较差,通常需要导电性能优异的炭材料进行改性。例如,碳纳米管,碳纳米纤维,碳纳米片,石墨烯,炭气凝胶等。本文设计了一种快速燃烧法,利用生物质壳聚糖气凝胶为原料,制备了MO_x/氮掺杂炭气凝胶(NCA)纳米复合材料。例如,NiO_x/NCA,CoO_x/NCA,FeO_x/NCA,MnO_x/NCA,ZnO_x/NCA。快速燃烧法是一种利用过渡金属硝酸盐和气凝胶通过加热一步生成过渡金属氧化物均匀掺杂在碳层之中的方法。同时,对MO_x/NCA纳米复合材料进行了相应的物化表征,在锂离子电池负极材料、催化合成醋酸乙烯催化剂、吸波材料等方面展现了广阔的应用前景。相关研究内容如下:(1)快速燃烧法制备MO_x/NCA纳米复合材料。以生物质壳聚糖气凝胶为原料,通过快速燃烧法成功制备了MO_x/NCA纳米复合材料。研究发现,随着气凝胶用量的增加,反应生成的产物密度逐渐降低。其中,NiO_x/NCA可以用于磁性吸波领域当吸收层为3.5 mm时,NiO_x/NCA的吸收峰值为6.5 GHz,最大吸收值为-28.41 dB;FeO_x/NCA和MnO_x/NCA表现出了优异的电催化析氧反应活性,可以用于电解水的领域。在测试析氧(OER)反应时,当电流密度小于10 mA/cm~2时,FeO_x/NCA所需的过电位为297 mV,塔菲尔斜率为68 mV/dec,测试氢气析出反应(HER)性能时,当电流密度小于10 mA/cm~2时,MnO_x/NCA所需的过电位为181 mV,塔菲尔斜率为149.43 mV/dec;ZnO_x/NCA具有优异的催化合成醋酸乙烯性能,当反应时间为11h时,乙酸的转化率为69.1%;同时MO_x/NCA作为锂电负极材料也展示了其应用潜力。该研究为快速制备MO_x/NCA纳米复合材料提供了一条新的方法。(2)Ni-NiO/NCA电磁吸波材料的制备及其性能研究。以生物质壳聚糖气凝胶为原料,利用快速燃烧法成功制备了Ni-NiO/NCA。研究表明,NCA和Ni-NiO/NCA密度分别为0.46 g/cm~3和0.42 g/cm~3,均表现出了优异的介电性能。特别是Ni-NiO/NCA表现出了优异的磁性和吸波性能,吸收层为1.5 mm、频率为15.2 GHz时,最大吸收值为-41.9 dB。该研究为制备轻质磁性吸波材料提供了一种新的思路。(本文来源于《石河子大学》期刊2019-06-01）
[4]（2019）在《中科大俞书宏团队《先进材料》:超弹性硬炭气凝胶》一文中研究指出最近,中科大化学系俞书宏教授领导的课题组受到自然界的蜘蛛网同时具有高强度和弹性的启发,巧妙通过模板法构筑纳米纤维网络结构,赋予传统硬炭材料超弹性。通过使用间苯二酚-甲醛(RF)树脂作为碳源,以多种1D纳米纤维,包括细菌纤维素纳米纤维(BCNF),碲纳米线(TeNW)和碳纳米管(CNT)作为结构模板制备RF的纳米纤维气凝(本文来源于《炭素技术》期刊2019年02期）
张培[5]（2019）在《基于金属化合物修饰炭气凝胶的硫电极制备及锂硫电池性能研究》一文中研究指出锂硫电池(Li-S)其高能量密度(2600 wh kg~(-1))和硫电极丰富、廉价、无毒和高理论容量(1675 mAh g~(-1))吸引了人们越来越多的关注,有望成为下一代锂电池的发展方向。但是锂硫电池仍然有几个问题需要解决:硫单质和产物硫化锂(LiS_2/Li_2S_2)的绝缘性,反应过程中的体积膨胀和可溶性多硫化锂的扩散引起的“穿梭效应”。这些问题都严重地阻碍了锂硫电池进一步的应用。本文分别采用原位溶胶凝胶法以及水热法成功地制备氮掺杂炭气凝胶(NCA),Cr_2O_3改性炭气凝胶(Cr-CA)和WO_3修饰N掺杂炭气凝胶(WNCA)复合材料。将这些材料作为硫单质的碳基载体,制备出复合硫电极材料用于锂硫电池,通过XRD、SEM、TEM、XPS和TG等表征手段分析材料的元素组成和形貌结构。再使用一系列的电化学测试方法,研究N掺杂和金属氧化物修饰对硫电极电化学性能的影响。结果表明,叁氧化二铬的掺杂显着减小了炭气凝胶的尺寸并形成了网络互连结构。纳米Cr-CA复合材料具有较大的孔体积和较高的比表面积,具有较强的吸附能力,可有效固定多硫化物。Cr-CA/S电极表现出优异的电化学性能,具有高比容量和循环稳定性。特别是Cr2-CA/S阴极在电流倍率为0.2 C和2 C的初始比容量分别为1343和987 mAh g~(-1)。并且它具有良好的长循环寿命,在0.5 C下经过300次循环后放电容量仍能达到873 mAh g~(-1)。其优良的电化学性能主要归功于Cr_2O_3对多硫化物的特殊锚定作用及其对氧化还原反应的催化效果。N掺杂后的碳球尺寸大小更加均匀,并且形成3D互联网状结构。并且,原位氮掺杂引入了丰富活性位点用来吸附多硫化物。WO_3的修饰和N原子的掺杂的协同作用显着地增强与多硫化物的化学亲和力,对多硫化物有效锚定作用。因此,复合材料表现出优异的电化学性能,具有高比容量和循环稳定性。WNCA/S复合阴极在0.2 C下可达到1204 mAh g~(-1)的高放电容量。在0.5 C倍率下经过300圈的循环每个循环的容量衰减率仅为0.094%。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-04-01）
余景健[6]（2019）在《基于多羟基环状物修饰炭气凝胶的硫电极的制备及其性能研究》一文中研究指出锂硫电池由于其具有非常高的理论容量和能量密度而引起了极大的关注,被广泛认为是富有潜力的下一代储能器件。但在其应用中还有一些障碍需要克服。当前已经有不少工作关注于如何改善其氧化还原可逆性并抑制硫的损失维持其容量。本文开拓一种新策略,基于智能电场响应构建表面结构并设计具有季铵基团的特殊分子膜,键合在炭气凝胶上的响应膜用作控制多硫化物通道的开关。同时,制备的炭气凝胶(CA)呈现高度交联的3D骨架,丰富的分级孔道和高比表面积。表面膜键合在具有1585 m~2 g~(-1)比表面积的KOH活化的CA上,制得季铵基团修饰炭气凝胶.本文进一步采用包括BET等在内的多种手段对材料进行表征。结果表明,具有选择性薄膜的复合硫阴极具有突出的高放电容量和长期循环稳定性。载硫61.6 wt%的硫阴极在0.2 C下显示出1307 mAh g~(-1)的初始比容量,并且在100次循环后保持84.0%的容量。改进的电化学性能主要受益于自响应膜的开关作用及选择性控制,有效地防止多硫化物从阴极逸出,抑制穿梭效应和提高硫的利用率。此外,密度泛函理论(DFT)的吸附计算表明了β-环糊精季铵基团对多硫化物的捕获作用。DFT仿真进一步支持表面膜限制和自响应机制。本文开展了一种表面膜的新策略,同时,本文关注炭气凝胶内部结构的调控,进一步用基于模板法调控碳基体的多孔结构。用β-环糊精包覆聚乙二醇合成了准聚轮烷PPR,并以此为模板采用溶胶凝胶法制备了PPR-CA。PPR有效地调控并形成多孔结构。多孔的碳基体将会为高载硫量提供了结构基础,有利于硫活性材料的充分利用。PPRx-CA/S电极呈现出优良的电化学性能。特别地,PPR2-CA/S呈现出颗粒均一的结构,载硫75.02 wt%的PPR2-CA/S在0.2 C倍率下首次充放电容量达到1158 mAh g~(-1)。该复合材料在0.5 C倍率下获得1049 mAh g~(-1)的首次容量,完成300次循环后,依然具有达76%的容量保持率。PPRx-CA的多孔结构可以有效地储存高含量的活性硫源,防止硫的团聚并吸附多硫化物,增强复合材料导电性,抑制电池充放电过程的“穿梭效应”。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-04-01）
丁亚红,杜鸿达[7]（2018）在《炭气凝胶的添加改善铅酸电池负极的性能》一文中研究指出炭气凝胶是一种具有高比表面积和高导电性的多孔炭材料,本研究采用炭气凝胶作为负极添加剂来改善铅酸电池性能。实验添加的炭气凝胶的质量占铅粉质量的3%。在循环伏安测试中,加入炭气凝胶的铅酸电池负极的氧化和还原反应峰值电流增大。在恒电流放电测试中,根据理论值设定的放电倍率为1C时,加入炭气凝胶后的放电容量达到了190mAh·g~(-1),比不添加时提高了50%。1C充电时,加入炭气凝胶后的充电容量达到了230mAh·g~(-1),比不添加时提高了21%。在3C倍率下添加炭气凝胶的电池的放电和充电容量也都高于不添加的电池。结果证明炭气凝胶改善了铅酸电池负极充放电性能,提高了电池的库伦效率。(本文来源于《化学工程师》期刊2018年09期）
孙佳明,鄂雷,马春慧,李伟,刘守新[8]（2018）在《N掺杂炭气凝胶的水热制备及其金属离子吸附性能》一文中研究指出以微晶纤维素为原料,卵清蛋白(OVA)为N源,采用水热炭化法制备N掺杂炭气凝胶(NCA)。利用SEM、氮气的吸附脱附、XRD、FT-IR和XPS对NCA表面形貌、孔径结构、晶相结构和表面化学组成进行表征,并以Pb~(2+)和Cr~(6+)为模型物评价NCA对重金属离子的吸附性能。结果表明:所制备的NCA是由无定形炭组成的叁维网状立体结构,BET比表面积为134.48 m2/g,平均孔径为12.28 nm,总孔容为0.413 0 m3/g;NCA由C、N、O组成,XPS表明其表面存在CO,—COOH以及C—N等官能团,其中N元素以亚硝酰、氨基、吡啶N和季铵N的形式存在。NCA对Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附过程更符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型,25℃时NCA对Pb~(2+)和Cr~(6+)的最大吸附量分别为223.98 mg/g和35.12 mg/g,而CA对Pb~(2+)和Cr~(6+)的最大吸附量分别为65.78 mg/g和16.65 mg/g。NCA对重金属离子的吸附效果明显优于未掺杂N的炭气凝胶(CA)。(本文来源于《林产化学与工业》期刊2018年04期）
翟作昭,王莎莎,赵军平,许跃龙,张利辉[9]（2018）在《凝胶老化时间对炭气凝胶结构及电化学性能影响》一文中研究指出以间苯二酚、间苯叁酚、甲醛为反应原料,碳酸钠为催化剂,羧化壳聚糖作为软模板,通过溶胶-凝胶、丙酮置换、常压干燥和高温热解制备炭气凝胶。利用红外光谱(IR)、比表面积及孔径分析(BET)、扫描电镜(SEM)和电化学分析手段,对比讨论了不同凝胶老化时间对炭气凝胶的结构和电化学性能的影响。实验结果表明,随着凝胶老化时间的延长,炭气凝胶的平均孔径逐渐增大,比表面积逐渐减小,总孔体积逐渐增大,比电容逐渐减小。凝胶老化时间为12 h时生成的炭气凝胶,具有最大的比表面积(659.17 m2/g),比电容也达到最大值,在1.0 A/g电流密度下比电容为144.38 F/g。(本文来源于《炭素技术》期刊2018年03期）
杜珣涛[10]（2018）在《炭气凝胶/氧化镍/聚苯胺复合材料制备及电化学性能研究》一文中研究指出超级电容器作为一种重要的贮能原器件以其特有的性能在能源领域占有重要的地位。本论文首先进行炭气凝胶的制备,之后将氧化镍引入其中,制成炭气凝胶/氧化镍材料,以苯胺为原料通过化学氧化聚合法制成炭气凝胶/氧化镍/聚苯胺复合材料,将其制成超级电容器电极,探究相关的电化学性能。具体研究内容及结果如下:采用间苯二酚和甲醛为原料,以摩尔比为2:1且溶液浓度为10%的条件下,制备炭气凝胶,采用红外光谱、XRD等方法对其进行测试,实验得出:在催化剂用量相同的条件下,较高的温度制成的溶胶凝胶体所用的时间较短;在相同的温度下,较多的催化剂用量所形成浴胶凝胶体的时间越短;在整个溶胶凝胶体的制备中当温度过低时无法形成凝胶体(本实验在20℃的条件下未能制备成功),这时与其凝胶时间无关。在干燥温度为40°C、nR:nc=300时,所制得的炭气凝胶材料的比表面积为334m2/g。将氧化镍添加到炭气凝胶中制得炭气凝胶/氧化镍材料,再通过氧化聚合法制备炭气凝胶/氧化镍/聚苯胺复合材料。采用循环伏安法、电导率测试、SEM、TG等进行测试。结果表明:循环伏安曲线与炭气凝胶、氧化镍所占的份数有一定关系,最佳占比为氧化镍占比炭气凝胶40%,炭气凝胶/氧化镍占比32%。此时复合材料的电导率为19S/cm。在热重测试温度范围(0～800℃),样品最后残余量与炭气凝胶/氧化镍所占比例保持基本一致。在炭气凝胶/氧化镍/聚苯胺复合材料中添加导电剂(聚乙炔)、粘结剂(PVDF),经压片、烘干等工艺制备成超级电容器电极,以1mol/L硝酸钠为电解液,采用循环伏安法、交流阻抗法、恒流充放电等测试方法对其进行测试,测试结果显示:炭气凝胶表现出典型的双电层特性,氧化镍和聚苯胺表现出典型的法拉第电容(赝电容)。炭气凝胶/氧化镍/聚苯胺复合电极材料的贮能机理为双电层贮能机理和法拉第电容(赝电容)贮能机理共同作用;在电流密度为0.2Ag-1条件下的比电容为286Fg-1。随着恒流充放电电流的增大其自身电容性能出现下降,当电流密度为5.0Ag-1时电容保持率为58%;随着炭材料在复合材料中含量的增加,复合材料的电容保持率明显提高。(本文来源于《西安科技大学》期刊2018-06-01）
炭气凝胶论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
综述炭气凝胶的制备方法、改性方法、表面与内部结构的影响因素及电化学应用等方面的研究进展。在合成过程中,为制备高比表面积、高孔隙率、高电导率且可控孔结构的炭气凝胶材料,需通过筛选原料、改进干燥方式和简化工艺流程等,对制备方法进行改进;通过调控反应物浓度、反应条件、催化剂种类和催化剂浓度等制备变量,对合成工艺进行优化;通过掺杂和活化的方式,进行改性处理。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
炭气凝胶论文参考文献
[1].李博雅,姜杭杰,安娜莹,李思锐,崔艺.石墨烯/炭气凝胶的制备及对TNT的吸附性能[J].南京工业大学学报(自然科学版).2019
[2].陈安国,石斌,杨程响,贺焰.锂离子电容器用炭气凝胶的研究进展[J].电池.2019
[3].王莉娜.壳聚糖基炭气凝胶负载过渡金属氧化物的制备及其应用研究[D].石河子大学.2019
[4]..中科大俞书宏团队《先进材料》:超弹性硬炭气凝胶[J].炭素技术.2019
[5].张培.基于金属化合物修饰炭气凝胶的硫电极制备及锂硫电池性能研究[D].合肥工业大学.2019
[6].余景健.基于多羟基环状物修饰炭气凝胶的硫电极的制备及其性能研究[D].合肥工业大学.2019
[7].丁亚红,杜鸿达.炭气凝胶的添加改善铅酸电池负极的性能[J].化学工程师.2018
[8].孙佳明,鄂雷,马春慧,李伟,刘守新.N掺杂炭气凝胶的水热制备及其金属离子吸附性能[J].林产化学与工业.2018
[9].翟作昭,王莎莎,赵军平,许跃龙,张利辉.凝胶老化时间对炭气凝胶结构及电化学性能影响[J].炭素技术.2018
[10].杜珣涛.炭气凝胶/氧化镍/聚苯胺复合材料制备及电化学性能研究[D].西安科技大学.2018
论文知识图
