生物质基炭材料的结构调控及其电化学性能研究
生物质炭基复合材料电化学性能评价
生物质炭基复合材料电化学性能评价一、生物质炭基复合材料概述生物质炭基复合材料是一种新型的多功能材料，它以生物质为原料，经过炭化和复合化工艺制备而成。
这种材料不仅具有生物质的可再生性和环境友好性，还具备炭材料的高比表面积、良好的导电性和优异的化学稳定性等特点。
生物质炭基复合材料在电化学领域展现出巨大的应用潜力，尤其是在超级电容器、锂离子电池、燃料电池等能量存储与转换装置中。
1.1 生物质炭基复合材料的制备生物质炭基复合材料的制备过程通常包括生物质的预处理、炭化、活化以及与其它材料的复合。
预处理步骤主要是去除生物质中的杂质和水分，以提高炭化效率。
炭化过程则是在无氧或低氧条件下将生物质加热至一定温度，使其分解形成炭。
活化过程通过物理或化学方法进一步增加炭材料的比表面积和孔隙结构。
最后，通过化学或物理方法将炭材料与其它功能性材料复合，形成具有特定电化学性能的复合材料。
1.2 生物质炭基复合材料的结构特性生物质炭基复合材料的结构特性对其电化学性能有着重要影响。
炭材料的微观结构包括石墨化程度、孔隙结构、表面官能团等。
石墨化程度越高，炭材料的导电性越好。
孔隙结构的多样性和可控性可以提高材料的比表面积，增加活性位点，从而提高电化学性能。
表面官能团的存在可以增强材料与电解液之间的相互作用，改善电荷转移速率。
二、生物质炭基复合材料的电化学性能评价电化学性能评价是研究生物质炭基复合材料在能量存储与转换装置中应用的关键。
评价指标主要包括比电容、能量密度、功率密度、循环稳定性等。
2.1 比电容的测定比电容是衡量超级电容器性能的重要指标，它反映了材料单位质量或单位面积上存储电荷的能力。
通常通过循环伏安法(CV)和恒流充放电法(GCD)来测定。
循环伏安法通过测量在不同扫描速率下的电流响应，可以计算出材料的比电容。
恒流充放电法则通过测量在恒定电流下的电压变化，来计算比电容。
2.2 能量密度与功率密度的评估能量密度和功率密度是评估能量存储装置性能的两个重要参数。
《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。
生物质基多孔碳材料的制备与电化学性能研究
生物质基多孔碳材料的制备与电化学性能研究生物质基多孔碳材料的制备与电化学性能研究一、引言近年来，能源危机与环境污染问题日益突出，推动了新能源与清洁能源的广泛研究。
作为一种重要的能源材料，电化学电池存储能量的性能对其应用具有至关重要的影响。
多孔碳材料因其良好的电导性、高比表面积和良好的化学稳定性而成为一种理想的电化学电极材料。
二、生物质基多孔碳材料的制备方法生物质作为多孔碳材料的原料具有丰富的资源、可再生性以及低成本的特点，因此成为制备多孔碳材料的理想选择。
常见的制备生物质基多孔碳材料的方法主要包括物理活化法、化学活化法和生物质炭热解法等。
1. 物理活化法物理活化法通过高温炭化和再活化的方法制备生物质基多孔碳材料，常用的活化剂包括水蒸气、CO2等。
该方法简单易行，得到的多孔碳材料具有较高的比表面积和孔隙体积。
然而，由于物理活化过程中温度较高，较大程度上会破坏生物质原有的孔结构，降低孔隙的可控性。
2. 化学活化法化学活化法通常采用碱金属盐或酸性氧化剂作为活化剂，将生物质经过化学处理后炭化得到多孔碳材料。
相比于物理活化法，化学活化法制备的多孔碳材料具有更高的比表面积和更大的孔隙体积。
此外，不同的活化剂可以对多孔碳材料的孔结构进行精确调控。
3. 生物质炭热解法生物质炭热解法是将生物质在高温下进行热解，通过碳化和气化反应得到多孔碳材料。
该方法制备的多孔碳材料具有天然有机聚合物的特点，具有更大的比表面积和更可控的孔结构。
然而，该方法的主要问题是较长的炭化时间和高能耗。
三、生物质基多孔碳材料的电化学性能研究生物质基多孔碳材料具有良好的电化学性能，是制备高性能电化学电池的理想电极材料。
主要研究生物质基多孔碳材料的电化学性能包括能量储存、催化还原氧化反应和传输性能等。
1. 能量储存生物质基多孔碳材料作为电化学电池的电极材料，可以实现高效的能量储存。
其高比表面积和丰富的孔隙结构提供了大量的活性表面积，利于电解液中离子的吸附和储存，进而提高能量密度和循环稳定性。
《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》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。
生物质基碳材料的制备及其电化学性能研究
生物质基碳材料的制备及其电化学性能研究生物质基碳材料的制备及其电化学性能研究随着能源危机的日益严重和环境问题的日益突出，寻找可持续、环保、高效的新型能源材料成为目前科学研究的重要方向之一。
生物质基碳材料，作为一种重要的能源材料，具有很高的热稳定性、良好的导电性和储能性能，因此引起了广泛的研究兴趣。
生物质基碳材料的制备方法多种多样，其中热处理法和化学处理法是常用的制备方法之一。
热处理法是通过高温炭化和热解的过程来制备生物质基碳材料，其制备方法简单、成本低廉，但产品多孔度和比表面积偏低。
化学处理法在一定温度和反应条件下，利用化学剂对生物质原料进行处理，使其发生物化变化，最终形成生物质基碳材料。
该方法不仅可以调控材料结构和孔隙结构，也可以改变表面性质和表面官能团的种类和数量。
因此，化学处理法制备的生物质基碳材料往往具有较高的孔隙度和比表面积，表面活性中心丰富，有望展现出更好的电化学性能。
为了验证生物质基碳材料的电化学性能，我们进行了一系列电化学性能研究。
首先，利用循环伏安法（CV）研究了不同制备条件下生物质基碳材料的电化学响应。
实验结果发现，与热处理法相比，化学处理法制备的生物质基碳材料具有更大的电化学活性窗口和更高的电容值。
这是因为化学处理法可以创造更多的孔洞和活性中心，有利于电子传输与离子扩散，提高材料的储能性能。
其次，采用恒流充放电法（GCD）研究了生物质基碳材料的储能性能。
实验结果显示，生物质基碳材料在恒定电流下的充放电过程中表现出较高的电容保持率和较低的内阻。
这是因为生物质基碳材料的孔隙结构有利于离子传输和储存，而材料本身的导电性能也决定了其储能性能的优劣。
此外，我们还研究了生物质基碳材料的循环稳定性和电化学腐蚀性。
实验结果表明，化学处理法制备的生物质基碳材料具有较好的循环稳定性和抗腐蚀性能。
这是由于化学处理可以改变生物质基碳材料的表面物理性质和表面化学性质，提高材料的抗腐蚀性能和循环稳定性。
《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。
《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。
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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新型电化学储能装置的发展对于减少化石燃料的消耗以及间歇性可再生能源的高效利用起着非常重要的作用。
其中,超级电容器由于具有功率密度高、循环寿命长、安全系数高等独特的优点,在储能系统、混合动力和电动汽车以及消费类电子产品等领域中,已经得到了广泛的应用。
在各种超级电容器电极材料中,炭材料以其丰富的比表面积、可调节的多孔结构以及良好的导电性而受到人们的广泛关注。
其中,生物质基炭材料具有独特的天然孔道结构、可调的物理化学性质、环境友好并且价格低廉,赋予了其人工材料难以比拟的优异性能。
炭材料的比表面积、孔性结构和石墨化度,直接影响其电化学性能。
此外,炭材料的原料成本、制备工艺、对环境的影响也是影响碳基超级电容器发展的因素。
因此,开发高性能、低成本的炭材料对推动超级电容器的发展具有重要的作用。
本文主要利用生物质的天然孔道结构来制备具有不同形貌特征的多孔炭材料;针对生物质基炭材料普遍存在的结构单一和石墨化程度低,以及传统活化剂腐蚀性强等缺点,开发多种新型催化剂对炭材料的结构进行设计和优化,实现同步活化和石墨化的目的;探索了其作用机理,研究了不同结构特征的炭材料对其电化学性能的影响,为合理利用生物质结构制备多孔石墨化碳材料提供了新思路。
主要包括以下研究内容:（1）利用生物质木屑天然的微管束结构,在不使用任何催化剂和模板剂的条件下,通过直接碳化生物质制备了碳微米管,得到的三维碳微米管（CMB）是由直径介于2.96<sup>1</sup>9.74μm的平行管道组成的,较大的孔道有利于电解液的储存和离子的快速传输。
通过采用电化学沉积的方法,纳米结构的MnO<sub>2</sub>均匀地附着在CMB表面,构建了一种具有三维结构的MnO<sub>2</sub>/CMB复合材料。
研究发现,适量的MnO<sub>2</sub>能够形成疏松多孔的网络结构,有利于与电解液充分接触。
随着MnO<sub>2</sub>沉积量的增加,CMB表面的MnO<sub>2</sub>变得致密,厚度增加,导电能力下降。
当电流密度为1 A/g时,MnO<sub>2</sub>/CMB-0.6C电极的比电容达到617.6 F/g;此外,MnO<sub>2</sub>/CMB-0.6C还具有良好的倍率性能和循环稳定性,在电流密度为10 A/g时,循环1000次后电容保持率为80%。
（2）采用含有单微米级管道结构的柳絮为前躯体,针对生物质基炭材料石墨化度低的缺点,以不同催化剂K<sub>4</sub>Fe（CN）<sub>6</sub>、FeCl<sub>2</sub>、NiCl<sub>2</sub>对柳絮进行预处理。
通过碳化得到的炭材料不仅保留了柳絮天然的管状结构,而且石墨化度得到明显的提高,其中以K<sub>4</sub>Fe（CN）<sub>6</sub>为催化剂制备的PGCMT比表面积达到最大1066.6m<sup>2</sup>/g,明显高于其它两种炭材料。
研究结果表明,K<sub>4</sub>Fe（CN）<sub>6</sub>在碳化过程中不仅对碳前躯体具有催化石墨化作用,还起到活化效果,即通过一种催化剂K<sub>4</sub>Fe（CN）<sub>6</sub>实现了同步活化和石墨化。
PGCMT作为MnO<sub>2</sub>的基底材料,以其微管状结构和丰富的多孔结构,能够使MnO<sub>2</sub>均匀分散,并且为电解液离子的传输提供了快速通道。
此外,PGCMT良好的导电性,加快了电子的传输速度,使得MnO<sub>2</sub>/PGCMB 电极表现出优异的电化学性能,具有较高的比电容、良好的倍率性能和循环稳定性。
（3）分别采用常见的三种铁盐Fe（NO<sub>3</sub>）<sub>3</sub>、Fe<sub>2</sub>（SO<sub>4</sub>）<sub>3</sub>、FeCl<sub>3</sub>与KCl的混合物来取代K<sub>4</sub>Fe（CN）<sub>6</sub>,研究其对柳絮在碳化过程中的催化作用。
通过氮气吸附/脱附、XRD、Raman等一系列表征发现,以Fe （NO<sub>3</sub>）<sub>3</sub>和KCl组成的混合物作催化剂得到的PGC-N,比表面积和石墨化度均得到明显的提高。
KCl的存在显著增加了炭材料的孔结构。
此外,PGC-N的比表面积和孔体积也远远高于PGC-Cl（以FeCl<sub>3</sub>和KCl的混合物作催化剂）和PGC-S（以Fe<sub>2</sub>（SO<sub>4</sub>）<sub>3</sub>和KCl的混合物作催化剂）,说明Fe（NO<sub>3</sub>）<sub>3</sub>和KCl组成的混合物对炭材料起到了同步活化和石墨化效果。
PGC-N良好的导电性和高比表面积显著提高了MnO<sub>2</sub>/PGC-N的电化学性能,使其在电流密度为2 A/g时,比电容达到571.1 F/g;当电流密度增加到50 A/g时,比电容仍保持在382.1 F/g;在电流密度为10 A/g,充放电循环3000次后,电容保持率为85.2%。
（4）针对炭材料中比表面积和石墨化度相互制约,难以有效控制,以及传统活化剂腐蚀性强的缺点,采用Fe（NO<sub>3</sub>）<sub>3</sub>为石墨化剂,K<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>为活化剂,与废弃的一次性筷子共碳化,将生物质废弃物转化成具有高附加值的多孔石墨化碳材料。
通过调节K<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>的用量以及碳化温度,能够有效调控炭材料的孔径分布、比表面积和石墨化度。
其中,当K<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>/Fe（NO<sub>3</sub>）<sub>3</sub>/木屑的质量比为0.4:0.3:1,碳化温度为850°C时,得到的多孔石墨化碳材料PGC-4-850的比表面积为1651.9 m<sup>2</sup>/g,石墨化度为0.90,I<sub>G</sub>/I<sub>D</sub>值为1.05。
结合PGC-10c-T各样品的孔性结构、石墨化度以及电化学性能分析可知,当电极材料具有相同比表面积时,微孔含量比例增加,有利于比电容的提高;当微孔比表面积相差不大时,增加介孔和大孔的含量会降低炭材料的导电性,使得比电容降低。
（5）采用生物质衍生物葡萄糖和纤维素为碳前驱体,在催化剂K<sub>3</sub>[Fe（C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>）<sub>3</sub>]的作用下,合成了一种呈现“蘑菇-树干”状结构的炭材料。
K<sub>3</sub>[Fe（C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>）<sub>3</sub>]在碳化过程中会分解产生具有活化作用的K<sub>2</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>和具有催化石墨化作用的含铁化合物,促进了多孔石墨化结构的形成。
得到的CS@CF-KFe不仅具有片状结构和良好的导电性,还拥有较大的比表面积1515.6 m<sup>2</sup>/g和高密度的微孔结构。
当其作为超级电容器电极材料时,CS@CF-KFe在电流密度为1 A/g时,比电容达到313.0 F/g;在100 mV/s下循环10000次后,电容保持率为100.2%。
两电极体系下,CS@CF-KFe//CS@CF-KFe在1 M Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>电解液中,当功率密度为456.5W/kg时,能量密度达到21.5 Wh/kg。
CS@CF-KFe优异的电化学性能归因于:（i）二维片状碳结构在电极/电解液界面上提供了传质通道,缩短了扩散途径;（ii）部分石墨化碳结构在充放电过程中提高了电子转移效率;（iii）高密度的离子可到达微孔增加了电荷存储量,提高了比电容。