化学工程与工艺-木质素基碳材料的制备及在固态超级电容器中的应用

摘  要

本文旨在探索木质素基碳材料的制备工艺及其在固态超级电容器中的应用潜力。首先，通过综述国内外研究现状，明确了木质素作为可再生资源在碳材料制备中的独特优势及其在电化学储能领域的应用前景，提出了本研究的目的与意义。 在第二章中，重点研究了碱木质素基碳材料的制备过程及其电化学性能。采用特定的化学处理与碳化工艺，成功制备了具有特定形貌的木质素基碳材料，并通过扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对其形貌进行了详细分析。随后，利用循环伏安法（CV）、恒流充放电测试（GCD）等电化学测试方法，系统评估了所制备材料的电化学性能，包括比电容、循环稳定性等关键指标，结果显示该材料在电化学储能方面展现出良好的性能。 第三章进一步探讨了酶解木质素基碳材料的制备及其电化学性能。通过酶解预处理结合活化法制备了酶解木质素衍生多孔碳材料，并创新性地引入了凝胶电解质，构建了固态超级电容器原型。实验部分详细描述了实验材料、仪器、凝胶电解质的制备过程以及电极材料的活化处理方法。在结果与讨论部分，利用CV、GCD、电化学阻抗谱（EIS）及倍率性能测试等手段，全面分析了酶解木质素衍生多孔碳的电化学行为。结果表明，该材料不仅具有优异的电化学性能，还表现出良好的倍率特性和循环稳定性，为固态超级电容器的实际应用提供了有力支持。 综上所述，本研究成功制备了两种基于不同处理方法的木质素基碳材料，并深入探讨了它们在固态超级电容器中的应用潜力。研究结果不仅丰富了木质素基碳材料的制备理论，也为固态超级电容器电极材料的选择与优化提供了新的思路与方向。

关键词：碱木质素；酶解木质素；超级电容器；电极材料；电化学性能