生物质电池碳负极材料
生物质炭材料的制备及电化学应用研究进展_杜锐
３． １ 炭化
是指把含炭物质在惰性气体（ 一般用 Ｎ 所谓 炭 化 ， 保 ２） ， ） 炭化温度通 在真空管式炉中进行热解 （ 见图 １ 护的氛围下 ， 常在 １ 即 ０ ０ ０ ℃ 以 下。 热 解 炭 化 过 程 一 般 分 为 ３ 个 阶 段， ０ ０ ℃； ０ ０ ０ ０ ℃； ０ ０～１ ０ ０ ０ ℃。相 关 研 究 ②４ ～７ ③７ ① 低于４ ， 以 表明 ， 当炭化温度为 ４ 下 时 主 要 为 植 物原料发生脱 ０ ０℃ 酸、 脱水等一次分解 反 应 ， 此 时 的－Ｏ －键 不 分 解 。 当 炭 化 温 度 为４ 氧元素主要以 ０ ０～７ ０ ０ ℃ 之 间 时， －Ｏ －键 会 发 生 断 裂 ， 同时 ， 原料 的 挥 发成 分 也会逐渐减 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ ２ 等形态释放出来 ， 原 料 中 的 挥 发 成 分 几 乎 为 零。 少 。 当炭化温度为 ７ ０ ０ ℃ 时， 主要 为脱 氢反 应 。 植 物 基 原 当炭化温度为 ７ ０ ０ ０ ０ ０ ℃时， ～１ 料经炭化之后称 为 炭 化 料 ， 因 其 吸 附 性 能 较 差， 一般还需进 行活化处理 ， 以调节炭材料的孔隙结构及应用性能 。
３ 植物基炭材料的制备方法
其制备方法也有很多 植 物 基 炭 材 料 的 原 料 多 种 多 样， 种 。 目前 ， 最主要的方法为炭化和活化 。
， ／ 活化时间 ９ 水蒸气流量 ０． ℃， ０ｍ ｉ ｎ ４ ５Ｌ ｍ ｉ ｎ 条 件下制得活 ［ ９］ 。 ， 活化 性炭 Ｃ ｈ ａ ｆ ｉ ａ等 以椰枣核为原料 在活化温度 ７ ０ ０ ℃，
生物质炭材料作为一种新型材料具有质量轻气孔率高耐高温耐酸碱结构稳定性好易导电易传热易加工等一系列优异的性能可广泛应用于高温隔热材料催化剂载体吸附材料过滤材料及双电层电容器和电池的电极材料等方面生物质炭材料的植物原料目前工业化的炭材料的生产成本较高探索原料丰富成本低廉可再生的植物原料成为近年来炭材料生产研发的热点植物类中最主要的有木材竹子农作物秸秆稻草麦秆豆秆棉花秆谷壳植物纤维等
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》范文
《生物质基碳材料的制备及在环境与能源中的应用》篇一摘要：本文详细介绍了生物质基碳材料的制备方法，包括其原料选择、制备工艺以及相关技术参数。
同时，探讨了生物质基碳材料在环境与能源领域的应用现状和未来发展趋势。
通过对文献的综述和实验数据的分析，表明生物质基碳材料在环境保护和能源利用方面具有广阔的应用前景。
一、引言随着全球对可再生能源和环境保护的关注度不断提高，生物质基碳材料作为一种绿色、环保、可再生的能源材料，受到了广泛关注。
生物质基碳材料以生物质为原料，经过特定的碳化过程制备而成，具有优异的物理和化学性能，如高比表面积、良好的导电性和化学稳定性等。
因此，其在环境与能源领域的应用具有巨大的潜力。
二、生物质基碳材料的制备1. 原料选择生物质基碳材料的原料主要包括农业废弃物、林业废弃物、水生植物等。
这些原料来源广泛，价格低廉，且具有良好的碳化性能。
在原料选择上，需要考虑原料的含碳量、灰分含量、挥发分含量等因素。
2. 制备工艺生物质基碳材料的制备工艺主要包括碳化、活化、表面改性等步骤。
其中，碳化是将生物质原料在无氧或低氧条件下加热，使其发生热解反应，生成碳材料；活化则是通过物理或化学方法进一步改善碳材料的孔结构和比表面积；表面改性则是通过引入官能团或杂原子等手段，提高碳材料的化学活性和稳定性。
三、生物质基碳材料在环境与能源中的应用1. 环境领域应用（1）二氧化碳吸附：生物质基碳材料具有较高的比表面积和良好的吸附性能，可用于二氧化碳的吸附和储存，有助于减缓全球气候变化。
（2）污水处理：生物质基碳材料对水中的重金属离子、有机污染物等具有良好的吸附和去除作用，可用于污水处理和净化。
（3）空气净化：生物质基碳材料可吸附空气中的有害气体和颗粒物，有助于改善空气质量。
2. 能源领域应用（1）锂离子电池：生物质基碳材料具有优异的导电性和较高的比容量，可作为锂离子电池的负极材料，提高电池的能量密度和循环性能。
（2）超级电容器：生物质基碳材料具有较高的比表面积和良好的电化学性能，可用于制备超级电容器，提高能源存储和利用效率。
生物质热解制备高品质炭材料及其功能化应用
生物质热解制备高品质炭材料及其功能化应用生物质热解是利用高温条件下无氧加热产生的化学反应，将生物质转化为炭材料的一种方法。
与传统的化石燃料相比，生物质热解制备的炭材料具有更低的碳排放和环境影响，因此被广泛地应用于环境保护、能源储存等领域。
本文将介绍生物质热解制备高品质炭材料的方法及其功能化应用。
一、生物质热解制备高品质炭材料的方法生物质热解制备炭材料的关键在于选择适当的生物质原料和热解条件。
常用的生物质原料包括木材、秸秆、稻壳等，这些材料中含有丰富的碳水化合物和纤维素，是制备炭材料的理想原料。
热解条件通常是在高温下进行，一般在450℃至1000℃之间，热解时间也很重要，一般需要几小时至几十小时不等。
在热解过程中，生物质会分解为气态、液态和固态产物。
气态产物主要是水蒸气、CO2和少量的其他气体，液态产物包括生物油和酚类化合物，而固态产物就是炭材料。
为了获得高品质的炭材料，需要优化热解参数，如热解温度、热解时间、升降温速率等。
二、高品质炭材料的功能化应用高品质的炭材料具有很多优异的性能，如高比表面积、低密度、优异的机械强度和耐化学腐蚀性等，这些性质使其广泛应用于环境治理和能源储存领域。
1.环境治理生物质炭材料可以吸附各种有机和无机污染物，如有机染料、重金属离子等。
炭材料具有高比表面积和孔隙结构，可以提高吸附性能。
此外，生物质炭材料还可以作为吸附剂、废水处理剂、气相过滤器等，对环境污染具有良好的治理效果。
2.能源储存生物质炭材料可以作为电容器电极材料，用于储存电能。
炭材料具有优异的导电性和孔隙结构，可以提高电容器的能量密度和功率密度。
此外，生物质炭材料还可以作为锂离子电池的负极材料，用于储存电能。
炭材料具有大量的微孔和介孔，可以提高锂离子电池的循环性能和能量密度。
结论生物质热解制备高品质炭材料是一种绿色、可持续的方法，具有优异的性能和广泛的应用前景。
生物质炭材料可以用于环境治理、能源储存等领域，对减缓能源短缺、改善环境质量发挥重要作用。
用作锂电池负极材料的多孔生物质碳的合成及表征
第49卷第6期2021年3月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.6Mar.2021用作锂电池负极材料的多孔生物质碳的合成及表征田月茹，张露，顾元香(青岛科技大学环境与安全工程学院，山东青岛266042)摘要：以藕片为碳源制备生物质多孔碳用作锂电池负极材料，在不同电流密度下的倍率性能测试中，0.1A/g电流密度下电池首次充放电容量最高可达500mAh/g,经过60圈循环后电流密度再次恢复到0.1A/g,生物质多孔碳放电比容量仍然高达500mAh/g0在电流密度0.5A/g下，比容量最高可达212mAh/g左右，经过700次循环比容量仍可维持200mAh/g,其放电容量保持率为99.4%,显示出材料良好的循环稳定性。
说明该碳材料不仅具有较高的循环稳定性还具有较好的倍率性能。
关键词：生物质多孔碳；锂电池；负极材料中图分类号：X24文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)06-0045-03 Synthesis of Porous Biomass Carbon as Anode Materialfor Lithium Ion Batterries*TIAN Yue-ru,ZHANG Lu,GU Yuan-xiang(College of Environmental and Safety Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Shandong Qingdao266042,China)Abstract:Porous biomass carbon was prepared by using fresh buckwheat as a carbon source,and it was used as an anode material for lithium-ion batteries.The rate capability material was tested at different current densities.The first discharge can reach500mAh/g at the current density of0.1A/g.After60cycles,the discharge specific capacity was still as high as500mAh/g when the current density was restored to0.1Ah/g.At the current density of0.5A/g,specific capacity can maintain212mAh/g and retention rate of its discharge capacity was99.47%after700cycles,which showed the material good cycle stability and rate performance.Key words：porous biomass carbon；anode material；lithium ion batteries锂离子电池作为一种绿色能源，因其比容量大、寿命长、无记忆效应、工作电压高、环境友好等优点已经被广泛应用于各种便携式电子产品中，成为有热门的储能系统⑴幻。
纳米硅碳负极材料
纳米硅碳负极材料纳米硅碳负极材料是一种新型的电池材料，具有许多优异的特性和潜在的应用前景。
本文将从材料的制备方法、性能特点以及应用领域等方面进行探讨。
让我们了解一下纳米硅碳负极材料是如何制备的。
纳米硅碳负极材料通常采用化学气相沉积法制备，即通过在高温下将硅和碳源气体反应生成纳米硅碳颗粒。
这种方法具有制备工艺简单、成本低廉的优势，并且可以控制颗粒的尺寸和形貌，从而调控材料的性能。
纳米硅碳负极材料具有许多优异的性能特点。
首先，纳米硅碳颗粒具有较高的比表面积，这意味着材料有更多的活性表面与电解液接触，有利于电荷传输和离子扩散，从而提高了电池的能量密度和功率密度。
此外，纳米硅碳材料具有较好的导电性能，可以有效减小电池的内阻，提高充放电效率。
此外，这种材料还具有较高的循环稳定性和较长的使用寿命，能够保持较高的容量保持率，不易发生容量衰减。
纳米硅碳负极材料在锂离子电池领域具有广阔的应用前景。
由于其优异的性能特点，纳米硅碳材料可以用于制备高性能的锂离子电池负极。
相比传统的石墨负极材料，纳米硅碳材料具有更高的容量和更好的循环稳定性，可以大大提高电池的能量密度和循环寿命。
此外，纳米硅碳材料还可以用于制备柔性电池，这种电池具有较高的柔韧性和可弯曲性，可以应用于柔性显示器、智能穿戴设备等领域。
除了锂离子电池，纳米硅碳负极材料还可以应用于其他能源存储领域。
例如，纳米硅碳材料可以用于超级电容器的负极材料，具有较高的比容量和超快的充放电速度，能够满足高能量密度和高功率密度的需求。
此外，纳米硅碳材料还可以用于储能电池、钠离子电池等领域，拓展了材料的应用范围。
纳米硅碳负极材料具有制备简单、性能优异和潜在的广泛应用前景。
随着科学技术的不断发展，纳米硅碳材料在能源存储领域的应用将会得到进一步的推广和发展。
相信在不久的将来，纳米硅碳负极材料将成为电池领域的研究热点，并为能源存储技术的发展做出重要贡献。
碳基负极材料
碳基负极材料近几年来，储能技术是经济社会发展的重要支柱。
在电动汽车、风力发电、太阳能发电等领域，为了改善储能系统的性能，研究人员一直在密切关注新型电池发展。
在新型电池中，碳基负极材料在储能领域的应用显得尤为重要。
本文将重点介绍碳基负极材料的性能特征及其在电池储能领域的应用。
碳基负极材料，即采用碳基材料如石墨烯、碳纳米管等制作的电池负极材料，具有优异的储能性能。
首先，由于碳基材料具有高熵热容量，可以有效减少电池的热量释放；其次，由于碳基材料的导电性能优越，可以改善电池的充放电效率；此外，碳基材料还具有较高的能量密度，可以在有限空间内提供更多储能量。
另外，碳基负极材料还具有较好的安全性，可以防止电池过充、过放电及电池温升。
先，其具有较低的电池温升，在高电流密度下也能保持其稳定性；其次，其具有较高的动力密度，能够实现高功率的放电；此外，碳基材料还具有较低的自放电率，能够更有效地提高电池的循环寿命。
碳基负极材料的出现，已经为电池储能技术的发展带来了巨大的变革。
的出现不仅大大提高了电池的安全性和性能，还在微纳尺度上提高了电池的工作效率，为电池技术的发展奠定了坚实的基础。
前，碳基负极材料已经广泛应用于电动汽车、风力发电、太阳能发电等方面，有效改善了储能系统的稳定性和效率。
同时，碳基负极材料也存在一定的不足之处。
首先，其制备过程复杂，成本较高；其次，碳基材料的稳定性及寿命仍有待改善。
为了在电池储能系统中发挥更大的效用，研究人员正在不断开发新型碳基材料，如能量型碳基负极材料，以提高电池的安全性和性能。
综上，碳基负极材料已被大量应用于电池储能领域，其优越的储能性能及安全性，不仅大大提高了电池的稳定性和效率，还有助于电池技术的发展。
然而，由于其制备过程复杂，需要不断开发新型碳基材料，以改善其稳定性及寿命，为电池储能技术的发展提供完整的解决方案。
生物质基碳材料的制备及性能研究
生物质基碳材料的制备及性能研究一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，寻求高效、环保的能源和材料替代方案已成为科学研究的重点。
生物质基碳材料作为一种新兴的绿色材料，凭借其独特的物理和化学性质，在能源存储、环境治理、催化剂载体等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在深入探讨生物质基碳材料的制备方法、性能优化及其在相关领域的应用，以期为推动该领域的发展提供理论支撑和实践指导。
文章首先介绍了生物质基碳材料的基本概念、分类及特点，阐述了其在不同领域的应用价值。
随后，详细综述了生物质基碳材料的制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，分析了各种方法的优缺点及适用范围。
在此基础上，文章重点讨论了生物质基碳材料的性能调控策略，包括孔结构调控、表面官能团修饰、复合改性等方法，以提高其电化学性能、吸附性能和催化性能等。
文章还通过实验研究，对生物质基碳材料的性能进行了系统的评价。
实验选取了几种典型的生物质基碳材料，通过表征手段揭示了其结构与性能之间的关系，探讨了其在超级电容器、锂离子电池、吸附剂及催化剂等领域的应用潜力。
实验结果表明，生物质基碳材料在能源存储和环境治理等方面具有优异的性能表现。
文章对生物质基碳材料的未来发展趋势进行了展望，提出了在制备方法创新、性能优化及应用拓展等方面的研究方向。
本文旨在通过系统研究生物质基碳材料的制备及性能，为相关领域的研究者提供有益的参考和启示，推动生物质基碳材料在能源、环境等领域的广泛应用。
二、生物质基碳材料的制备方法生物质基碳材料的制备主要包括物理法、化学法和物理化学法。
这些方法的选择主要取决于生物质原料的种类、结构以及所需的碳材料性能。
物理法：物理法主要包括热解和碳化。
热解是生物质在缺氧或无氧条件下加热分解生成碳材料的过程。
碳化则是在更高温度下，进一步去除生物质中的挥发分，增加碳的纯度。
这种方法操作简单，成本较低，但制备的碳材料往往性能较为一般，需要进一步的活化处理。
钠离子电池用元素掺杂生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910752787.X(22)申请日 2019.08.15(71)申请人 合肥国轩高科动力能源有限公司地址 230000 安徽省合肥市新站区岱河路599号(72)发明人 汪伟 张金华 (74)专利代理机构 合肥市长远专利代理事务所(普通合伙) 34119代理人 干桂花(51)Int.Cl.H01M 4/587(2010.01)H01M 10/054(2010.01)C01B 32/05(2017.01)(54)发明名称钠离子电池用元素掺杂生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池(57)摘要本发明公开了一种钠离子电池用元素掺杂生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池，涉及钠离子电池技术领域，其制备方法包括以下步骤：将生物质原料清洗、干燥，粉碎，得生物质固体粉末；将生物质固体粉末加入到硝酸中，水浴加热，自然冷却至室温，过滤，水洗至中性，干燥，得纯化品；将纯化品和含掺杂元素的原料进行混合，预干燥，然后在保护气体气氛下进行升温煅烧，保温，自然冷却至室温，得粗产物；所述含掺杂元素的原料为硼源、硫源、磷源和氮源中的一种或几种；将粗产物清洗至中性，干燥，即得。
本发明制备的元素掺杂生物质硬碳负极材料储钠容量高，表现出优异的倍率性能和循环性能，且原料来源广泛、成本低廉，制备工艺简单。
权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 110571432 A 2019.12.13C N 110571432A1.一种钠离子电池用元素掺杂生物质硬碳负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将生物质原料清洗、干燥，然后进行粉碎处理，得生物质固体粉末；S2、将生物质固体粉末加入到硝酸中，水浴加热，然后自然冷却至室温，过滤，水洗至中性，干燥，得纯化品；S3、将纯化品和含掺杂元素的原料进行混合，预干燥，然后在保护气体气氛下进行升温煅烧，保温，自然冷却至室温，得粗产物；所述含掺杂元素的原料为硼源、硫源、磷源和氮源中的一种或几种；S4、将粗产物清洗至中性，干燥，即得元素掺杂生物质硬碳负极材料。
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生物质电池碳负极材料
生物质电池是一种利用生物质材料作为燃料的电化学装置。
其中，碳负极材料是生物质电池中关键的组成部分。
碳负极材料是一种能够储存和释放电子的材料，同时还能提供高度导电性和良好的电化学稳定性。
在生物质电池中，碳负极材料主要用于吸附和催化氧化燃料。
常见的碳负极材料包括炭黑、石墨、碳纳米管等。
1.炭黑是一种由碳元素组成的细小颗粒物，具有非常高的表面积和良好的导电性，能够提供足够的反应界面和电子传导通道。
同时，炭黑也具有良好的氧化稳定性和可再生性，在生物质电池中常被用作碳负极材料。
2.石墨是一种由碳元素形成的蜂窝状结构，具有优良的导电性和化学稳定性。
石墨能够提供较大的表面积和良好的电子传导性，有助于加强电极与电解质之间的接触，提高电极的电化学活性和反应效率。
因此，在一些高性能的生物质电池中，石墨常被用作碳负极材料。
3.碳纳米管是一种由碳元素构成的空心纳米管状结构，具有非常高的比表面积和优异的导电性能。
碳纳米管具有较高的电化学活性和很好的电子传导性，可以提供更多的反应极位，增强电极表面的反应活性。
因此，碳纳米管在一些要求高性能的生物质电池中也常被用作碳负极材料。
总的来说，生物质电池的碳负极材料需要具备高导电性、高化学稳定性和良好的电化学活性。
炭黑、石墨和碳纳米管都是常见的碳负极材料，在电化学性能和成本方面各有优势，可以根据实际需要选择合适的材料。
未来随着技术的不断进步，也会有更多新型的碳负极材料被开发和应用于生物质电池中，以进一步提高其性能和应用范围。