本文主要研究内容
作者郭嘉（2019）在《L-酪氨酸基深共熔溶剂衍生碳材料的制备及其超级电容性能研究》一文中研究指出：纯碳电极材料的双电层储能机理使得其比容量和能量密度不高,将其作为超级电容器电极材料的效果并不理想,这极大地限制了碳电极材料在超级电容器方面的应用。通过对碳材料结构的优化、杂原子掺杂以及复合等功能化改性策略来调控材料的比表面积和孔隙结构、表面组成和化学状态、导电性,是提高其电化学性能的有效方法。作为本世纪初发现的新型绿色溶剂,深共熔溶剂（Deep eutectic solvent,DES）具有蒸气压低、原料廉价易得、可生物降解、无毒性、便于回收等优点。近年来,将DES用于制备分级孔碳材料已成为一个新的研究方向。基于此,本论文以L-酪氨酸为DES的氢键供体、碳源和杂原子源,ZnCl2为DES的氢键受体和催化活化剂,制备出系列DES衍生的掺杂多孔碳材料,并将其作为超级电容器电极材料,探讨了原料比例及碳化温度对材料形貌、结构组成以及最终的电容性能的影响。主要研究内容如下:1.为了检验ZnCl2作为氢键受体的效果,我们首先选取了最早用于制备DES衍生多孔碳材料的酚醛聚合反应体系。我们以间苯三酚作为氢键供体和ZnCl2先形成DES,在该DES中加入甲醛,并以磷酸为催化剂和杂原子源进行缩聚反应制得酚醛树脂前驱体,再经过两步高温碳化活化制备出磷掺杂分级多孔碳材料。探究了碳化温度、KOH活化量及活化温度对材料的形貌、组成结构以及最终电容性能的影响。实验结果表明,当碳化温度为800℃,KOH与碳的质量比为2:1,活化温度为800℃时,材料PPC-800-2具有最大的比电容(5 mV s-1时为406.2 F g-1)和较优的倍率性能(500 mV s-1时为65.8%)、较大的面积比容量(11.35 F cm-2)、以及优异的循环稳定性（100,000圈电容保持率为100%）,优异的电容性能可归因于PPC-800-2较大的比表面积、分级多孔的结构以及P原子的掺杂。2.利用L-酪氨酸的氢键供体特性和ZnCl2的氢键受体特性先形成DES,再经高温碳化制备出氮掺杂碳材料,探究了L-酪氨酸和ZnCl2的比例以及碳化温度对材料形貌、组成结构以及电容性能的影响。实验结果表明,当L-酪氨酸与ZnCl2的比例为1:2.5,碳化温度为800℃时,材料NCs-800-2.5具有最大的比电容(0.5 A g-1 226.9 F g-1)、较优的倍率性能(100 A g-1时为57.4%)和循环稳定性（10,000圈电容保持率为80%）,可归因于NCs-800-2.5较大的比表面积(1073 m2g-1)、合适的孔径分布以及N（1.84%）、O（7.4%）原子掺杂的赝电容贡献。3.L-酪氨酸-ZnCl2型DES衍生碳材料虽具有较大的比表面积,但是N、O原子掺杂量较低,材料的比电容和循环稳定性也不够理想。因此,为了进一步提高材料的电容性能,我们在第二部分研究工作的基础上,通过引入高氮含量的尿素既作为DES的氢键供体,又作为碳氮源,先形成L-酪氨酸/尿素-ZnCl2型DES,继而经高温碳化制备出高氮掺杂量的掺杂碳材料。探究了L-酪氨酸、尿素以及ZnCl2三者之间的质量比以及碳化温度对氮掺杂碳材料形貌、组成结构以及电容性能的影响。结果表明:当L-酪氨酸、尿素和ZnCl2的比例为1:2:5,碳化温度为900℃时,材料NCs-900-2-5具有最高的比电容(0.5 A g-1时为306.5 F g-1)、较好的倍率性能(50 A g-1时为65.6%)以及最好的循环稳定性（50,000圈电容没有衰减）,可归因于材料较大的比表面积(1621 m2g-1)、适宜的分级多孔结构以及高N（6.95%）、O（10.57%）原子掺杂量。4.利用多糖自身易于凝胶化的特点先制得气凝胶再经高温处理是制备多糖基多孔碳材料的常用方法,但是凝胶前驱体常需冷冻干燥或超临界干燥技术,干燥技术要求高。本部分我们以常见的多糖-琼脂作为碳源,在易于凝胶化的琼脂中引入L-酪氨酸-ZnCl2型DES,先得到水凝胶前体,经过常规干燥得到琼脂基气凝胶,最后经一步高温碳化活化后制备出琼脂基氮掺杂多孔碳,考察了活化剂用量和碳化温度对材料形貌、组成和结构以及最终电容性能的影响。实验结果表明:KOH与琼脂凝胶的活化比例为1:3,碳化温度为800℃下获得的材料Agar-NC800-3具有较大的比表面积,疏松多孔结构,活化后的N、O掺杂量为0.69%和6.89%。因此,材料表现出较高的比电容(0.5 A g-1时为320.7F g-1)、良好的倍率性能(20 A g-1时为69%)和极佳的循环稳定性（10,000圈电容保持率为100%）以及高的能量密度(23.8 Wh kg-1)。
Abstract
chun tan dian ji cai liao de shuang dian ceng chu neng ji li shi de ji bi rong liang he neng liang mi du bu gao ,jiang ji zuo wei chao ji dian rong qi dian ji cai liao de xiao guo bing bu li xiang ,zhe ji da de xian zhi le tan dian ji cai liao zai chao ji dian rong qi fang mian de ying yong 。tong guo dui tan cai liao jie gou de you hua 、za yuan zi can za yi ji fu ge deng gong neng hua gai xing ce lve lai diao kong cai liao de bi biao mian ji he kong xi jie gou 、biao mian zu cheng he hua xue zhuang tai 、dao dian xing ,shi di gao ji dian hua xue xing neng de you xiao fang fa 。zuo wei ben shi ji chu fa xian de xin xing lu se rong ji ,shen gong rong rong ji （Deep eutectic solvent,DES）ju you zheng qi ya di 、yuan liao lian jia yi de 、ke sheng wu jiang jie 、mo du xing 、bian yu hui shou deng you dian 。jin nian lai ,jiang DESyong yu zhi bei fen ji kong tan cai liao yi cheng wei yi ge xin de yan jiu fang xiang 。ji yu ci ,ben lun wen yi L-lao an suan wei DESde qing jian gong ti 、tan yuan he za yuan zi yuan ,ZnCl2wei DESde qing jian shou ti he cui hua huo hua ji ,zhi bei chu ji lie DESyan sheng de can za duo kong tan cai liao ,bing jiang ji zuo wei chao ji dian rong qi dian ji cai liao ,tan tao le yuan liao bi li ji tan hua wen du dui cai liao xing mao 、jie gou zu cheng yi ji zui zhong de dian rong xing neng de ying xiang 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :1.wei le jian yan ZnCl2zuo wei qing jian shou ti de xiao guo ,wo men shou xian shua qu le zui zao yong yu zhi bei DESyan sheng duo kong tan cai liao de fen quan ju ge fan ying ti ji 。wo men yi jian ben san fen zuo wei qing jian gong ti he ZnCl2xian xing cheng DES,zai gai DESzhong jia ru jia quan ,bing yi lin suan wei cui hua ji he za yuan zi yuan jin hang su ju fan ying zhi de fen quan shu zhi qian qu ti ,zai jing guo liang bu gao wen tan hua huo hua zhi bei chu lin can za fen ji duo kong tan cai liao 。tan jiu le tan hua wen du 、KOHhuo hua liang ji huo hua wen du dui cai liao de xing mao 、zu cheng jie gou yi ji zui zhong dian rong xing neng de ying xiang 。shi yan jie guo biao ming ,dang tan hua wen du wei 800℃,KOHyu tan de zhi liang bi wei 2:1,huo hua wen du wei 800℃shi ,cai liao PPC-800-2ju you zui da de bi dian rong (5 mV s-1shi wei 406.2 F g-1)he jiao you de bei lv xing neng (500 mV s-1shi wei 65.8%)、jiao da de mian ji bi rong liang (11.35 F cm-2)、yi ji you yi de xun huan wen ding xing （100,000juan dian rong bao chi lv wei 100%）,you yi de dian rong xing neng ke gui yin yu PPC-800-2jiao da de bi biao mian ji 、fen ji duo kong de jie gou yi ji Pyuan zi de can za 。2.li yong L-lao an suan de qing jian gong ti te xing he ZnCl2de qing jian shou ti te xing xian xing cheng DES,zai jing gao wen tan hua zhi bei chu dan can za tan cai liao ,tan jiu le L-lao an suan he ZnCl2de bi li yi ji tan hua wen du dui cai liao xing mao 、zu cheng jie gou yi ji dian rong xing neng de ying xiang 。shi yan jie guo biao ming ,dang L-lao an suan yu ZnCl2de bi li wei 1:2.5,tan hua wen du wei 800℃shi ,cai liao NCs-800-2.5ju you zui da de bi dian rong (0.5 A g-1 226.9 F g-1)、jiao you de bei lv xing neng (100 A g-1shi wei 57.4%)he xun huan wen ding xing （10,000juan dian rong bao chi lv wei 80%）,ke gui yin yu NCs-800-2.5jiao da de bi biao mian ji (1073 m2g-1)、ge kuo de kong jing fen bu yi ji N（1.84%）、O（7.4%）yuan zi can za de yan dian rong gong suo 。3.L-lao an suan -ZnCl2xing DESyan sheng tan cai liao sui ju you jiao da de bi biao mian ji ,dan shi N、Oyuan zi can za liang jiao di ,cai liao de bi dian rong he xun huan wen ding xing ye bu gou li xiang 。yin ci ,wei le jin yi bu di gao cai liao de dian rong xing neng ,wo men zai di er bu fen yan jiu gong zuo de ji chu shang ,tong guo yin ru gao dan han liang de niao su ji zuo wei DESde qing jian gong ti ,you zuo wei tan dan yuan ,xian xing cheng L-lao an suan /niao su -ZnCl2xing DES,ji er jing gao wen tan hua zhi bei chu gao dan can za liang de can za tan cai liao 。tan jiu le L-lao an suan 、niao su yi ji ZnCl2san zhe zhi jian de zhi liang bi yi ji tan hua wen du dui dan can za tan cai liao xing mao 、zu cheng jie gou yi ji dian rong xing neng de ying xiang 。jie guo biao ming :dang L-lao an suan 、niao su he ZnCl2de bi li wei 1:2:5,tan hua wen du wei 900℃shi ,cai liao NCs-900-2-5ju you zui gao de bi dian rong (0.5 A g-1shi wei 306.5 F g-1)、jiao hao de bei lv xing neng (50 A g-1shi wei 65.6%)yi ji zui hao de xun huan wen ding xing （50,000juan dian rong mei you cui jian ）,ke gui yin yu cai liao jiao da de bi biao mian ji (1621 m2g-1)、kuo yi de fen ji duo kong jie gou yi ji gao N（6.95%）、O（10.57%）yuan zi can za liang 。4.li yong duo tang zi shen yi yu ning jiao hua de te dian xian zhi de qi ning jiao zai jing gao wen chu li shi zhi bei duo tang ji duo kong tan cai liao de chang yong fang fa ,dan shi ning jiao qian qu ti chang xu leng dong gan zao huo chao lin jie gan zao ji shu ,gan zao ji shu yao qiu gao 。ben bu fen wo men yi chang jian de duo tang -qiong zhi zuo wei tan yuan ,zai yi yu ning jiao hua de qiong zhi zhong yin ru L-lao an suan -ZnCl2xing DES,xian de dao shui ning jiao qian ti ,jing guo chang gui gan zao de dao qiong zhi ji qi ning jiao ,zui hou jing yi bu gao wen tan hua huo hua hou zhi bei chu qiong zhi ji dan can za duo kong tan ,kao cha le huo hua ji yong liang he tan hua wen du dui cai liao xing mao 、zu cheng he jie gou yi ji zui zhong dian rong xing neng de ying xiang 。shi yan jie guo biao ming :KOHyu qiong zhi ning jiao de huo hua bi li wei 1:3,tan hua wen du wei 800℃xia huo de de cai liao Agar-NC800-3ju you jiao da de bi biao mian ji ,shu song duo kong jie gou ,huo hua hou de N、Ocan za liang wei 0.69%he 6.89%。yin ci ,cai liao biao xian chu jiao gao de bi dian rong (0.5 A g-1shi wei 320.7F g-1)、liang hao de bei lv xing neng (20 A g-1shi wei 69%)he ji jia de xun huan wen ding xing （10,000juan dian rong bao chi lv wei 100%）yi ji gao de neng liang mi du (23.8 Wh kg-1)。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自新疆大学的郭嘉，发表于刊物新疆大学2019-07-23论文，是一篇关于酪氨酸论文,深共熔溶剂论文,超级电容器论文,氮掺杂碳论文,新疆大学2019-07-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自新疆大学2019-07-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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