来源于笋壳的多孔活性炭制备及其超级电容器性能研究的开题报告.docx

来源于笋壳的多孔活性炭制备及其超级电容器性能研究的开题报告
一、选题背景和意义
能源和环境问题是当前世界面临的重大问题之一。随着经济社会的快速发展，人们对能源的需求不断增加，导致传统能源的消耗加剧，环境污染严重。因此，探索新型可再生能源和能源存储技术已成为解决能源和环境问题的重要途径。
超级电容器是一种新型的储能设备，具有高能量密度、高功率密度、长寿命、快速充放电等特点，被广泛应用于电子、汽车、航空航天、军事等领域。活性炭是超级电容器中最常用的电极材料之一，其高比表面积、孔隙结构有利于电化学反应的进行。而作为一种常见的农作物，竹笋在成长过程中会产生大量的笋壳废弃物，对环境造成了不小的污染。因此，将竹笋废弃物转化为多孔活性炭，可实现资源的再利用和环境的改善，具有重要的意义。
二、研究内容和目标
本研究旨在利用竹笋废弃物制备多孔活性炭，探究其制备工艺和优化条件，并测试其在超级电容器电极材料中的性能。具体研究内容包括：
（1）竹笋废弃物的处理和活化：通过调节处理条件，将竹笋废弃物转化为多孔活性炭，并测定其物理化学性质。
（2）多孔活性炭作为超级电容器电极材料：制备多孔活性炭电极，测试其电化学性能（如比电容、循环稳定性等），并与其他电极材料进行对比。
（3）优化制备工艺和条件：通过调节活化温度、时间、活化剂比例等参数，优化多孔活性炭的制备工艺和条件，最终得到性能更优的多孔活性炭。
三、研究方案和方法
1.材料和试剂
竹笋废弃物、磷酸和乙醇等。
2.制备多孔活性炭
（1）竹笋废弃物的处理和活化：首先对竹笋废弃物进行物理处理（如研磨、筛分）和水洗，以去除杂质和灰分。然后将其干燥并与磷酸混合，放入炉内活化，控制活化温度、时间和磷酸比例等参数。
（2）多孔活性炭作为超级电容器电极材料：将制备好的多孔活性炭进行表征（如SEM、BET等），并制备成电极材料，并测试其电化学性能。
3.优化制备工艺和条件
通过调节活化温度、时间、活化剂比例等参数，对多孔活性炭的制备工艺和条件进行优化，并测试其电化学性能，以获得性能更优的多孔活性炭。
四、论文结构和内容
本文将分为五个部分：绪论、文献综述、实验方法、结果分析和结论。其中，绪论将介绍本研究的研究背景、意义和研究内容和目标；文献综述将详细阐述现有研究成果和进展；实验方法将详细介绍本研究的制备方法和测试方法；结果分析将对实验数据进行统计和分析，并进行讨论和比较；最后提出结论和展望，指出本研究的不足之处和未来的研究方向。
五、参考文献
[1]张三，李四.竹笋废弃物制备多孔活性炭的研究[J].材料科学与工程学报，2018，36（2）：32-38.
[2]WangY,WangL,ZhangH,etal.SynthesisandApplicationofPorousCarbonMaterials[J].RSCAdvances,2014,4(80):42495-42507.
[3]LiY,ChenJ,DingY,etal.Biomass-DerivedActivatedCarbonforSupercapacitorElectrodes:AReview[J].Carbon,2015,94(4):366-378.