生物質(zhì)轉(zhuǎn)換“多孔碳”材料，讓生活更環(huán)保

      一提到可再生能源，人們總會(huì)先想到太陽(yáng)能、風(fēng)能，才能想到生物質(zhì)能源。長(zhǎng)期以來(lái)，生物質(zhì)能源雖被納入可再生能源之列，卻始終發(fā)展得“不溫不火”。如今，我國(guó)大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，生物質(zhì)的利用迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

生物質(zhì)

      根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）的定義，生物質(zhì)（biomass）是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)能則是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量形式，它一直是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要能源之一，是僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要的地位。

      由于生物質(zhì)價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛，采用生物質(zhì)，尤其是廢棄農(nóng)林生物質(zhì)，作為制備多孔炭材料的原料是未來(lái)多孔炭材料研究領(lǐng)域中的重要組成部分。

丨生物質(zhì)轉(zhuǎn)換“多孔碳”材料 讓生活更環(huán)保丨

      儲(chǔ)能是現(xiàn)代生活的基本需求，沒(méi)有它，我們就無(wú)法擁有手機(jī)、筆記本電腦或者電動(dòng)汽車(chē)。從消費(fèi)電子到能源運(yùn)輸，電能必須存儲(chǔ)起來(lái)，并且在在交互設(shè)備上輕觸即可使用。目前的設(shè)備，如許多設(shè)備中常見(jiàn)的鋰離子電池，都是由有限的資源制造的，并且?guī)?lái)了與處置相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題。

      對(duì)于可持續(xù)儲(chǔ)能裝置的有效的、有前途的方法之一就是將植物生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為“多孔碳”材料。這是一種可以制造成具有各種有用電化學(xué)性質(zhì)的尚未有序“納米結(jié)構(gòu)”的碳形式。

糠醛渣

     糠醛渣是生物質(zhì)類(lèi)物質(zhì)如玉米芯、玉米稈、稻殼、棉籽殼以及農(nóng)副產(chǎn)品加工下腳料中的聚戊糖成分水解生產(chǎn)糠醛(呋喃甲醛) 產(chǎn)生的生物質(zhì)類(lèi)廢棄物。

      以農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物糠醛渣為原料，以其本身的三維結(jié)構(gòu)為模板，采用先低溫炭化固定生物質(zhì)結(jié)構(gòu)，再高溫活化炭化的方法制備自模板糠醛渣多孔炭，通過(guò)調(diào)控活化劑KOH的比例控制自模板生物質(zhì)基多孔炭的形成，成功制備了糠醛渣多孔炭。通過(guò)SEM、TEM、Raman、XPS、XRD等手段表征了所獲多孔炭材料的形貌、結(jié)構(gòu)和組成，探討了活化劑比例對(duì)制備的木素糖醛渣基多孔炭結(jié)構(gòu)性能的影響。當(dāng)活化劑的比例為2 ∶1時(shí)，能夠在保留原料本身的三維結(jié)構(gòu)前提下在其骨架上造孔。當(dāng)活化劑的比例為3∶1時(shí)，所制備多孔炭的比表面積zui大，為2164.3m2/g。制備的自模板糠醛渣基多孔炭用作超級(jí)電容器的電極材料時(shí)，得到的超級(jí)電容器具有較好的電容性能、較高的比電容和較好的穩(wěn)定性，以FRC3為電極材料，當(dāng)電流密度為0.5A/g時(shí)，得到的超級(jí)電容器的比電為235.6F/g。本研究利用生物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)為模板制備多孔炭材料，為模板法制備多孔材料提供了新思路。