利用木质素磺酸钠制备功能性硫掺杂炭材料及其性能分析

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hmei_0
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文以木质素磺酸钠为炭源,利用模板法制备了硫掺杂炭材料(S-C)。利用SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X-射线衍射光谱)、TEM(透射电子显微镜)和BET(比表面积测试)等手段表征了所制备的S-C的结构、形貌和比表面积。同时,对所制备的S-C进行了电化学性能和吸附性能的研究,具体内容如下:首先,利用木质素磺酸钠为炭源、二氧化硅为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了S-C。利用XRD分析了所制备S-C材料的结构,表明该材料具有石墨型结构;利用SEM、TEM和XPS分析了S-C的表面形貌和元素价态,表明S掺杂进了炭材料中。探究了烧结温度对所制备S-C多孔结构的影响,发现随着烧结温度的增加,S-C的比表面积呈先增加后降低的趋势。总体来说,总孔容呈现相同的趋势。还探讨了活化条件对S-C的结构的影响,结果表明当使用更高质量分数的KOH时,平均孔径和孔容、比表面积逐渐增加。同时,经过KOH的活化处理,比表面积为1938 m2/g,是活化前的500%。此外,对所制备的S-C进行了电化学性能研究,考察了正硅酸乙酯的添加量、活化条件对其比电容的影响。电化学性能测试分析表明,活化前所制备的S-C具有较高的电化学性能,比电容达到217.4 F/g。其次,利用二氧化硅为模板剂,采用水热合成法制备了S-C。探讨了不同的反应温度(120 oC、140 oC、160 oC、180 oC)对所制备的S-C结构和性能的影响。XRD的分析表明我们所制备的S-C具有石墨型结构。利用染料吸附法测试了S-C的比表面积,样品S-C-120的比表面积最大,达到560.57 m2/g。利用循环伏安法对S-C进行了电化学性能测试,当反应温度为120 oC时所制备的S-C-120、在扫描速度为1 mV/s的电化学性能最佳,其比电容达到为80.7 F/g。同时,对所制备的S-C进行了Cd2+和亚甲基蓝溶液的吸附性能研究,并利用Freundlich和Langmuir吸附模型描述了吸附行为。结果表明,Langmuir吸附模型可以很好地描述Cd2+的吸附,相关系数R2>0.97,S-C-120具有最大吸附量为24.55 mg/g;利用准二级动力学模型拟合亚甲基蓝吸附的吸附动力学,R2的拟合结果大于0.99,这说明了S-C-120可以被准二级动力学模型描述。S-C-120对亚甲基蓝的最大吸附量为9.96 mg/g。最后,利用ZnO模板制备S-C。ZnO在木质素磺酸钠溶液中原位生长,形成ZnO-木质素凝胶,利用原位生长的ZnO作为模板来制备多孔结构,然后通过酸蚀除去ZnO以制备S-C。对所制备的ZnO-木质素磺酸钠复合材料进行了SEM表征,结果表明,ZnO颗粒几乎是球形,尺寸大小均匀。经过酸蚀除去模板后,所制备的S-C显示出大量的孔结构,如SEM所示。对所制备的S-C进行了XRD的分析,表明所制备的S-C具有石墨型结构。考察了木质素磺酸钠添加量和不同烧结温度对所制备出的S-C的结构的影响;利用氮气吸附-脱附实验分析了孔结构和比表面积。结果表明,S-C-6具有很好的孔隙结构,比表面积最大可以达到295 m2/g。同时,对所制备的S-C进行了电化学性能测试,S-C-6具有较高的比电容,为71.3 F/g。对所制备的S-C材料进行了吸附性能测试,结果表明S-C-6的吸附量最佳,为9.87 mg/g;利用准二级动力学模型对吸附数据进行了拟合,拟合结果表明S-C-6样品分别具有最大吸附量Qm,2(9.99 mg/g)和速率常数k2(0.25 g/mg/min)。这表明S-C-6具有优异的吸附性能和最快的吸附速度。
其他文献
暗物质和暗能量是宇宙主要的组成部分,被认为是"笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云",是基础物理与宇宙学研究最前沿的方向之一。对暗物质突破性的研究进展将极大促进人们对基本
水彩艺术起源于西方,在19世纪中期发展成熟并且成为一个独立的画种。水彩艺术于近代传入中国,中国水彩技术家将西方水彩艺术与中国传统艺术结合,形成了一种具有中国文化特色
<正>BECYCLE是欧洲俱乐部——柏林的第一家精品健身工作室,这里专为人们提供"高能耗"的动感单车课程,除了配备高科技的自行车设备以外,工作室还请来了现场DJ播放音乐,营造出
新疆某氧化铅锌矿,原矿含铅0.14%,含锌2.00%,铅氧化率37.86%,锌氧化率为35.42%,矿石铅锌含量低、氧化率较高,属低品位氧化铅锌矿。采用洗矿脱泥的浮选工艺方案,获得铅品位为4
组合夹具应用广泛,为了提升其设计精度,研究夹具设计的几何原理异常重要。组合夹具设计应用连杆机构原理,确定元件行动轨迹后,整理候选定位方案,明确定位销与工件轮廓边界的
不动产登记是中国物权法的一个重要部分,也是公民更好确认自己财产保证的手段。不动产登记能够让不动产具有法律效力,从法律上确定了不动产权人的物权主张。文章主要讨论不动
煤矿安全隐患种类形式繁多,对企业的安全生产构成了重大的威胁。目前煤矿企业对安全隐患的管理效率较低且工作量较大,信息管理缺乏系统化,因此,有必要设计出安全隐患采集决策
<正>广胜寺位于山西省洪洞县城东北15公里的霍山南麓,创建于1800多年前的东汉建和元年(147年),当时称阿育王塔院,又名俱卢舍寺。唐大历四年(769年),代宗皇帝李豫敕建重修并赐
通过对现存砖文的分类释读与考证以及相关文献的梳理,可以解决安庆城墙城砖形制、来源和时间关系等关键问题。“宜城渡新城”是现今安庆市老城区的所在,系南宋景定元年(1260
十八大以来,习近平总书记与时俱进,在继承马克思主义生态思想的基础上提出了丰富的生态思想。这些思想主要包括构建人类生命共同体、保护环境就是保护生产力、生态民生观和生