生物遺態炭基材料是新型的結構功能一體化材料。本書共分10章，系統介紹了生物遺態材料的概念、分類，生物遺態炭材料的制備方法、結構和形貌特征、工藝影響因素，以及生物遺態炭材料在鉀離子電池負極、超級電容器電極和ORR及OER電催化劑方面的應用；生物遺態SiC材料的制備方法、形貌結構特征、炭模板和SiC材料的表面分形計算，以及SiC作為催化劑載體在甲烷部分氧化制備合成氣中的應用等內容。
本書結合作者多年的研究成果，技術先進，內容豐富，數據翔實，為相關科研人員和學生提供指導。
王慶，博士，東北大學秦皇島分校副教授，碩士生導師。目前主要從事生物遺態材料、電化學儲能材料與器件的研究工作。近年來承擔與參與國家自然科學基金、河北省自然科學基金、遼寧省自然科學基金、河北省中央引導地方科技發展資金項目、河北省高等學校科學研究項目重點項目、中央高校基本科研業務費等多項研究課題，發表SCI論文30余篇，獲授權發明專利多項。相關研究成果獲得2019年高等學校科學研究優秀成果獎(科學技術)二等獎(排名第3)、2018年河北省科技進步獎二等獎(排名第2)、2018年中國有色金屬工業科學技術獎(發明)一等獎(排名第2)。
第1章緒論1
1.1生物遺態材料概述1
1.2生物遺態材料分類2
1.2.1以原材料進行分類3
1.2.2以產物進行分類8
1.3生物遺態材料應用18
1.4本書的主要研究內容22
第2章生物遺態材料制備方法和表征技術23
2.1生物遺態炭的制備方法23
2.1.1直接炭化法23
2.1.2水熱炭化法23
2.1.3活化法24
2.2生物遺態SiC的制備方法25
2.2.1液相滲硅法25
2.2.2溶膠-凝膠和碳熱還原法25
2.2.3氣相滲硅法25
2.3生物遺態炭負極鉀離子電池的制備25
2.4材料的表征與分析26
2.4.1X射線衍射儀26
2.4.2掃描電子顯微鏡27
2.4.3透射電子顯微鏡27
2.4.4拉曼光譜儀27
2.4.5孔徑及比表面積儀28
2.4.6X射線光電子能譜儀29
2.4.7壓汞分析儀29
2.4.8熱重分析儀29
2.4.9顆粒強度測定儀30
2.4.10電感耦合等離子體原子發射光譜儀30
2.5電池的電化學性能測試30
2.6電催化劑性能測試31
2.7SiC催化劑性能測試32
第3章生物遺態炭材料33
3.1玉米皮的熱解行為33
3.2生物遺態炭的形貌結構35
3.3生物遺態炭的物相特征37
3.4生物遺態炭的孔結構特征38
3.5生物遺態炭的表面結構特征40
第4章生物遺態SiC材料43
4.1具有小米微觀結構的SiC材料43
4.1.1炭模板的形成44
4.1.2液相滲硅法制備的bioSiC48
4.1.3溶膠-凝膠和碳熱還原法制備SiC52
4.1.4氣相滲硅法制備SiC55
4.2具有高粱和藕微觀結構SiC的制備57
4.2.1具有高粱微觀結構SiC的制備59
4.2.2具有藕微觀結構SiC的制備65
第5章生物遺態材料表面分形計算73
5.1引言73
5.2計算方法75
5.3表面分維數的計算77
5.3.1小米基炭模板和bioSiC的表面分維數77
5.3.2高粱基炭模板和bioSiC的表面分維數78
5.3.3藕基炭模板和bioSiC的表面分維數79
第6章生物遺態炭鉀離子電池負極81
6.1引言81
6.2核桃分心木基N摻雜炭的形貌結構81
6.2.1核桃分心木基N摻雜炭的微觀形貌82
6.2.2核桃分心木基N摻雜炭的物相特征83
6.2.3核桃分心木基N摻雜炭的孔結構特征84
6.2.4核桃分心木基N摻雜炭的表面特征85
6.3核桃分心木基N摻雜炭負極電化學特性87
6.3.1循環伏安分析87
6.3.2恒流充放電分析88
6.3.3儲能機理分析91
第7章生物遺態炭超級電容器電極94
7.1引言94
7.2不同比表面積核桃分心木基炭的形貌結構95
7.2.1不同比表面積炭的形貌結構特征95
7.2.2炭材料物相結構特征97
7.2.3不同比表面積炭的孔結構特征99
7.2.4不同比表面積炭的表面特性99
7.3電容性能分析101
7.4對稱超級電容器的性能104
第8章生物遺態炭在ORR和OER中的應用107
8.1引言107
8.2豆渣基炭形貌結構特征108
8.3電催化性能分析113
第9章生物遺態SiC催化應用120
9.1引言120
9.2催化性能分析121
9.2.1Al2O3助劑對催化劑性能的影響121
9.2.2Ni/bioSiC-Al2O3和Ni/SiC-Al2O3催化劑在不同空速下催化性能的比較125
9.2.3反應前后催化劑的SEM表征126
第10章展望129
參考文獻132
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