【摘 要】
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蒸汽爆破技术是一种高温高压水蒸汽处理纤维原料的方法,可通过瞬间释压实现原料组分的分离和结构的变化,从而可提高木质纤维原料的利用率。本文以杨木蒸汽爆破后的固体残渣（SEP）为原料,采用尿素协同KOH两步活化法制备了多孔炭材料。实验中采用单因素变量法,对制备工艺的预炭化温度、预炭化时间、KOH用量、高温炭化温度、高温炭化时间和尿素用量等条件进行了探究,得出在预炭化温度450℃、预炭化时间1.5 h、K
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蒸汽爆破技术是一种高温高压水蒸汽处理纤维原料的方法,可通过瞬间释压实现原料组分的分离和结构的变化,从而可提高木质纤维原料的利用率。本文以杨木蒸汽爆破后的固体残渣（SEP）为原料,采用尿素协同KOH两步活化法制备了多孔炭材料。实验中采用单因素变量法,对制备工艺的预炭化温度、预炭化时间、KOH用量、高温炭化温度、高温炭化时间和尿素用量等条件进行了探究,得出在预炭化温度450℃、预炭化时间1.5 h、KOH:SEP=1:1、高温炭化温度800℃、高温炭化时间1h、尿素:SEP=1.25:1时为最佳工艺条件。采用比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱技术（Raman）、X射线光电子能谱仪（XPS）对制备的多孔炭样品的物理化学性能进行了表征,同时对最佳工艺条件下制备的多孔炭材料的电化学性能进行了分析。结果表明:KOH和尿素同时作用时,所制备的多孔炭（PC800-4）的比表面积最高(3282 m~2·g-1),首次放电比电容也最高,为319 m Ah/g;此外,采用尿素协同KOH进行活化,尿素又可以作为氮源,在多孔炭中成功掺杂了氮元素,从而可以形成更多的缺陷位点,石墨化程度降低。此外以最佳工艺下制备的多孔炭为前驱体,以硝酸铁为铁源对多孔炭材料进行金属离子的负载。并对负载有金属氧化物的多孔炭材料进行比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱技术（Raman）、X射线光电子能谱仪（XPS）及电化学性能的表征。结果表明:α-Fe2O3成功负载在所制备的多孔炭材料上,其比电容的值由原来的319 m Ah/g增加到419 m Ah/g。
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