导　　师： 钟林新

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 由于三维多孔材料具有高比表面积、大孔体积等优点,在光催化以及电化学等应用领域受到了越来越多的关注。随着人们对环境污染问题的日益重视,用具有生物可降解性、绿色环保的生物质材料替代石化材料制备多孔材料有重要的环境与可持续发展意义。本论文以纤维素、纤维素纳米微晶作为原料,通过模板法、复合法与纳米支撑作用制备了三维多孔的二氧化钛与二氧化硅、二氧化钛/碳复合多孔材料、纤维素纳米微晶/还原氧化石墨烯复合多孔材料与碳材料,并研究了多孔材料在光催化、锂离子电池以及超级电容器等方面的应用,主要研究内包括:(1)以纤维素为原料制备气凝胶与碳气凝胶三维模板材料,通过溶胶—凝胶法制备了三维多孔二氧化钛与二氧化硅材料,通过控制多孔材料碳化的温度以及升温速率,可显著调控材料的孔隙结构,获得了具有不同结构的二氧化钛与二氧化硅。其中,较低的升温速率能够得到比表面积为221.1 m·g的二氧化钛及451.3 m·g的二氧化硅。另外,该实验对于不同方法制备的多孔二氧化钛的性能进行探究,得到其中在低升温速率碳化至750摄氏度的光催化活性最高,可在90 min内降解95%的甲基橙。(2)以纤维素气凝胶为模板材料,通过溶胶凝胶法制备二氧化钛/碳材料,并对不同制备温度下的多孔二氧化钛/碳材料作为锂离子电池电极材料的电化学性能进行探究。800℃碳化得到的样品T-800具有较高的电化学储能性能,首次放电比容为1195 mAh·g,首次充电比电容为541 mAh·g,比容量在循环50次后稳定在421 mAh·g,由此可知,T-800作为锂离子电池电极材料具有更高的电化学性能;(3)以纤维素纳米微晶作为原料与氧化石墨烯以不同比例混合,通过120°C的水热反应可制备纤维素纳米微晶/还原氧化石墨烯水凝胶。以叔丁醇为冷冻干燥剂置换水凝胶中的水、冷�

关 键 词： 纤维素 多孔材料 电化学性能

领　　域： []