生物质基炭材料孔径调控及电化学性能研究进展

摘要

生物质基炭材料具有来源广泛、表面官能团丰富和微观结构多样的优点,但具有孔径分布不合理的问题,从而限制了其在电化学储能领域的应用。本文简述了微孔、介孔和大孔结构对电化学性能的影响机制,详细阐述了孔径调控方法:微孔为碱活化法、发泡活化法、CO_(2)/蒸汽活化法和冷冻处理法,介孔为酸活化法、模板法、熔融盐炭化法、催化活化法和纤维素酶解法,大孔为SiO_(2)^(-)胶体模板法和软模板法。并将以上调控方法的影响因素和优缺点进行了分析,总结了各种方法在电极材料中的应用效果。分析表明,发泡活化法对微孔调控高效且环保,酸活化法和熔融盐炭化法对介孔率提高显著。此外,本文将调控方法按照生物质材料来源(组分)的不同进行了分类,得出碱活化法和自模板法适用于动物基炭材料微孔和介孔调控,而纤维素酶解法为植物基炭材料的介孔调控提供了绿色环保的新思路。最后,本文就生物质基炭材料孔径调控和绿色制备在电化学储能领域的应用提出了建议。