木质素在自然界中的产生量仅次于纤维素，是最丰富的天然芳香族高分子物。目前以植物纤维为原料的产业，如纺织、制浆造纸、木材水解、生物质材料、生物质能源等，所产生的木质素基本上都作为废弃物排出。以制浆造纸为例，每生产1吨浆纸则需排出1.5吨左右的黑液固形物(包括炭水化合物和无机物)，据估计全世界每年约排出1.5亿~1.8亿吨工业木质素，其中绝大部分作为热源利用。只有不足1%(主要是木质素磺酸盐)作为有机化学资源被利用。另外还有一部分成为环境污染物被排放。以木质素为原料生产活性炭，既扩大了木质素的利用途径，同时对开辟活性炭的新来源具有积极作用。活性炭的前驱体可分为三种：石墨型、菱形和非晶形。木质素具有芳香结构，属于结构良好的石墨烯型前体。木质素基炭通常是无定型的石墨微晶结构，且活性炭的孔隙率与前驱体的表面官能团和活化方法，因此通过控制前驱体的表面官能团以及木质素在聚合凝胶中的质量比等可以调控活性炭的孔隙度。同时，本发明对炭化过程的加热设备没有严格的限制，如现有技术中常用的加热炉等即可，优选管式炉，因为管式炉的温度控制可通过其自身配置的热电偶完成，较为方便。由于多孔炭材料的炭化程度与其应用领域有关，因此本发明方法可通过在一定程度内控制炭化过程的温度，方便地控制多孔炭材料的炭化程度，以获得符合超级电容的多孔炭材料。本发明涉及一种聚丙烯酸接枝木质素多孔炭的制备，该多孔炭材料由生物质基多孔材料直接炭化制备，属于多孔炭材料生产技术领域。1.本发明所制造的多孔炭材料是一种生产工艺简单、价格低廉可用于超级电容器电极材料的炭材料。2.本发明制得的多孔炭电极材料具有较高的比容量和比表面积；孔直径>2nm的孔径的体积占总孔体积的70%以上；孔径连续且具有良好的导电性。本发明涉及一种聚丙烯酸接枝木质素多孔炭的制备，该多孔炭材料由生物质基多孔材料直接炭化制备，属于多孔炭材料生产技术领域。能源危机问题是21世纪最重要的国际议题之一。随着化石燃料的迅速枯竭和全球生态环境的日益恶化，环境污染以及大量的化石燃料的消耗，研究者一直致力于寻找可替代化石燃料的高效率、低成本、环境友好的新型能源。超级电容器作为一种新型储能装置，具有容量大、能快速储存和释放能量、漏电流小、功率密度大、放置时间长、安全、环保等优点。超级电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。超级电容器的多孔炭材料的电极一般要2nm以及以上的空间才能形成双电层，从而完成有效的能量储存。超级电容器的商用正极材料多数是具有高比表面积的活性炭材料，但现有的用于制作超级电容器的炭材料成本高，占产品总成本的30%左右。因此，本项目的研究目的是以廉价的木质素基聚合物作为材料，制备具有内部交联、低成本以及高比表面积的炭材料。

东北林业大学

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