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蒜基废弃物制备多孔炭及超级电容性能优化研究的任务书
任务书
一、研究背景及意义
随着经济的快速发展和全球人口的增长，能源和环境问题已经成为全球关注的热点。而电能的发展则直接依赖于能量存储技术，其中超级电容器作为能量储存和释放中实用化程度较高的一种设备，其具有快速充放电、长寿命、高功率密度等优点，已经广泛应用于海、陆、空军、船舶、电动汽车、轨道交通等领域并成为新型能量的重要组成部分。
超级电容器的性能主要取决于电极材料的制备和设计，其中多孔炭是一种常用的电极材料，因其具有高比表面积、良好的导电性、高化学稳定性、良好的机械性能等优点。而蒜基废弃物，近年来也受到了广泛的研究关注。蒜基废弃物作为一种生物质原料，在加工中通常会出现浪费和过剩，这不仅浪费了资源，还对环境产生了负面影响。因此，开发蒜基废弃物制备多孔炭是一项有意义的工作。
本次研究旨在探究蒜基废弃物制备多孔炭并进行超级电容性能优化，以提高材料的性能，同时也探索一种可持续的和环保的电极材料制备方法。
二、研究内容
1.蒜基废弃物的制备
收集蒜基废弃物进行干燥、研磨、筛分等处理，制备成为适宜尺寸的蒜基废弃物。
2.蒜基废弃物的活化处理
通过化学方法、物理方法等进行蒜基废弃物的活化处理，使其具有更好的孔结构和表面性质。
3.多孔炭的制备
将活化后的蒜基废弃物进行碳化处理，制备成为多孔炭，并进行表征和分析。
4.多孔炭的电化学性能研究
采用循环伏安法、电化学阻抗谱等方法对多孔炭进行电化学性能测试，并进行分析和优化。
5.电容器性能测试
将多孔炭作为电极材料组装超级电容器，测试其电容器性能，并进行分析。
三、研究计划与进度安排
第一阶段（3个月）：
1.收集蒜基废弃物，并进行初步处理；
2.进行蒜基废弃物的活化处理；
3.进行多孔炭的制备。
第二阶段（3个月）：
1.对制备的多孔炭进行表征和分析；
2.进行电化学性能测试。
第三阶段（3个月）：
1.进行电容器性能测试；
2.对数据进行分析和优化。
第四阶段（3个月）：
1.完成研究总结与报告撰写。
四、研究预期成果
1.成功制备蒜基废弃物制备多孔炭；
2.对多孔炭的孔结构、表面物理化学性质进行了表征和分析；
3.了解了多孔炭的电化学性质，从而对其性能进行了优化；
4.成功组装超级电容器，测试了其性能；
5.撰写了一份完整的研究报告，发表相关的学术论文。
五、参考文献
1.Shi,Z.,Hong,Y.,Zhang,Z.,etal.Highlyefficientandself-standingflexiblesupercapacitorelectrodebasedonthree-dimensional(3D)partiallyreducedgrapheneoxide(RGO)/multiwalledcarbonnanotubes(MWCNTs)aerogel.(2015)ACSAppliedMaterials&Interfaces7(14):7357-7365.
2.Li,Y.,Cao,L.Z.,Liang,J.,etal.Preparationandcharacterizationofwheatstraw-basedactivatedcarbonsbyH3PO4activationforsupercapacitors.(2012)MaterialsChemistryandPhysics134(2-3):1084-1090.
3.Lota,G.,Frackowiak,E.,Béguin,F.,etal.Nanotexturalcontrolofsupercapacitors:designoffunctionalizedcarbide-derivedcarbonelectrodes.(2005)JournaloftheAmericanChemicalSociety127(6):18020-18027.