疊層結構木材陶瓷自支撐電極

第1章緒論001
1.1生物質炭基材料與木材陶瓷002
1.1.1生物質炭基材料002
1.1.2炭基木材陶瓷005
1.1.3木材陶瓷復合材料006
1.2三維網(wǎng)絡結構木材陶瓷009
1.2.1實木（竹）基材010
1.2.2木（竹）粉末基材011
1.2.3中密度纖維板基材011
1.2.4農(nóng)作物秸稈基材011
1.3疊層結構木材陶瓷016
1.3.1層狀結構016
1.3.2夾層結構019
1.4炭基自支撐電極與木材陶瓷自支撐電極021
1.4.1生物質炭基自支撐電極021
1.4.2不同結構木材陶瓷自支撐電極024
參考文獻027
第2章疊層結構木材陶瓷自支撐電極的基本性能與結構030
2.1木材陶瓷電極的基本性能030
2.1.1物理性能030
2.1.2化學性能032
2.1.3電學性能034
2.2疊層結構木材陶瓷結構的影響因素036
2.2.1夾層結構的芯層基體和層狀結構基體036
2.2.2燒結工藝037
2.2.3摻雜與負載043
2.3基于材料的芯層基體結構設計要素045
2.3.1生物質粉末與纖維045
2.3.2木（竹）薄片材料047
2.3.3木（竹）塊狀材料047
2.3.4紙基材料048
2.4基于電化學性能的基體結構調控048
2.4.1基材預處理049
2.4.2物理活化調控050
2.4.3堿液水熱活化調控050
2.4.4堿燒結活化調控050
2.4.5造孔劑燒結活化調控052
2.4.6磷酸活化調控053
2.4.7石墨化調控055
2.4.8電沉積負載調控056
2.5本章小結060
參考文獻060
第3章疊層結構木材陶瓷自支撐電極的三維網(wǎng)絡芯層構建062
3.1三維網(wǎng)絡芯層基體構建062
3.1.1生物質粉末自支撐基體062
3.1.2人工泡沫結構自支撐基體063
3.2生物質自支撐電極芯層基體的工藝過程064
3.2.1制備工藝流程064
3.2.2基本工藝因素064
3.3最佳工藝參數(shù)分析064
3.3.1物料比對電化學性能的影響065
3.3.2活化溫度對電化學性能的影響065
3.3.3活化時間對電化學性能的影響067
3.4基本性能表征069
3.4.1孔隙結構069
3.4.2物相構成070
3.4.3電化學性能070
3.5木質素基碳納米片組裝木材陶瓷芯層材料073
3.5.1制備工藝與方法073
3.5.2序列組裝與調控073
3.5.3基本性能表征074
3.5.4電化學性能077
3.6泡沫狀木材陶瓷組裝碳納米管芯層材料080
3.6.1工藝過程080
3.6.2結構與物相構成表征081
3.6.3電化學性能084
3.7石墨烯孔洞化與Co(OH)2組裝調控087
3.7.1石墨烯孔洞化087
3.7.2組裝與調控087
3.7.3形貌與結構表征088
3.8本章小結089
參考文獻090
第4章疊層結構木材陶瓷自支撐電極的實木遺態(tài)芯層結構調控092
4.1遺態(tài)結構木材陶瓷芯層材料結構構建092
4.1.1實木基材預處理093
4.1.2三維網(wǎng)絡結構形成093
4.2石墨烯序列組裝與可控制備093
4.2.1層層自組裝094
4.2.2電化學沉積組裝094
4.2.3可控制備機制097
4.3石墨烯轉化、金屬離子摻雜與負載099
4.3.1催化石墨化與金屬離子摻雜100
4.3.2SEM觀測100
4.3.3XRD、RS與XPS分析101
4.3.4XRD、EDS、元素映射與TEM分析104
4.4電化學性能106
4.4.1H3PO4活化Ni2 摻雜松木遺態(tài)結構芯層材料106
4.4.2Ni2 摻雜石墨烯組裝實木芯層材料108
4.5針狀MnO2組裝對電化學性能的提升111
4.5.1制備工藝過程111
4.5.2微觀形貌與結構112
4.5.3電化學性能113
4.6本章小結117
參考文獻117
第5章金屬/非金屬元素復合摻雜對不同基體電化學性能的影響119
5.1Mn/MnOx負載對芯層基體電化學性能的改善119
5.1.1MnOx負載工藝過程120
5.1.2微觀形貌120
5.1.3孔結構與比表面積122
5.1.4化學構成123
5.1.5電化學性能125
5.2Co/CoO復合木基遺態(tài)結構鋅空氣電池電極131
5.2.1Co、N共摻雜電極構建131
5.2.2基本性能132
5.2.3電化學性能分析134
5.3Co(OH)2修飾木基遺態(tài)結構超級電容器自支撐電極136
5.3.1負載Co(OH)2電極制備136
5.3.2性能與表征136
5.3.3電化學性能評價138
5.4N、P共摻雜Ni2 催化夾層結構自支撐電極142
5.4.1水熱共摻雜實驗設計與優(yōu)化143
5.4.2形貌與孔隙構造特征144
5.4.3表面化學構成146
5.4.4基本物相構成148
5.4.5電化學性能綜合分析149
5.5本章小結151
參考文獻152
第6章Co、Mn摻雜薄木/紙基疊層結構自支撐電極電化學性能156
6.1Co2 摻雜薄木/松針夾層結構自支撐基體構建與性能156
6.1.1基體材料構建157
6.1.2形貌與孔隙結構157
6.1.3物相構成與元素分布160
6.1.4Co2 摻雜與夾層結構對電化學性能的影響163
6.2MnO2負載對電化學性能的影響167
6.2.1循環(huán)伏安168
6.2.2恒電流充放電168
6.2.3交流阻抗169
6.2.4循環(huán)性能、能量與功率密度169
6.3Mn4 電沉積負載Co2 摻雜夾層結構木材陶瓷171
6.3.1電沉積負載工藝171
6.3.2試驗設計與優(yōu)化172
6.3.3最佳工藝驗證與電沉積機理175
6.3.4孔隙結構與表面化學構成175
6.4Mn4 燒結摻雜紙基層狀結構木材陶瓷177
6.4.1基本工藝流程178
6.4.2顯微結構178
6.4.3化學構成179
6.4.4電化學性能181
6.5本章小結183
參考文獻183
第7章CNT組裝竹基疊層結構自支撐電極的結構優(yōu)化與電化學儲能186
7.1竹基炭與木材陶瓷187
7.1.1竹材及竹炭儲能電極材料187
7.1.2CNT與儲能187
7.1.3孔隙調控與低維材料組裝188
7.2夾層結構設計188
7.3Ni催化原位生長CNT/竹基夾層結構木材陶瓷自支撐電極190
7.3.1夾層結構基體構建190
7.3.2CNT原位生長與影響因素190
7.3.3孔隙結構193
7.3.4物相構成194
7.3.5電化學儲能194
7.4Co2 催化氣相沉積CNT修飾夾層結構自支撐木材陶瓷電極198
7.4.1工藝過程198
7.4.2實驗優(yōu)化設計與表征200
7.4.3比表面積與孔結構200
7.4.4微觀形貌與物相構成202
7.4.5電化學性能208
7.5本章小結212
參考文獻213
第8章生物質炭基自支撐電極的催化、活化及儲能機制探析216
8.1過渡金屬元素催化216
8.1.1CNT催化生長機制217
8.1.2催化石墨化與結構演變機制219
8.2木材陶瓷自支撐基體造孔與活化機制221
8.2.1酸堿預處理造孔與活化221
8.2.2堿燒結活化2248.2.3水熱活化225
8.3電化學儲能機制探析227
8.3.1基于實木遺態(tài)結構的電化學儲能227
8.3.2基于夾層結構的電化學儲能229
8.4本章小結232
參考文獻233
致謝235