Production of carbon aerogels from BioChoice lignin

利用 BioChoice 木质素生产碳气凝胶

基本信息

  • 批准号:
    485162-2015
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2015-01-01 至 2016-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

material, carbon aerogel. We aim to investigate the feasibility of converting BioChoiceTM lignin to aerogels and to their carbon derivatives. In order to obtain lignin-based wet gels, phenol and formaldehyde will be used to induce the condensation/gelation reactions in the presence of NaOH as the catalyst. To achieve that, phenol and formaldehyde at determined fractions will be added to BioChoiceTM lignin solution prepared under alkaline conditions and the final mixtures will be transferred to molds, sealed and heat-treated at 85ºC for 3-5 days. Resulting gels will be solvent exchanged with ethanol or acetone for 3-5 days to remove the aqueous phase. Supercritical CO2 drying or ambient-pressure drying will be employed to remove the solvents within the wet gels. Carbonization (pyrolysis) of the resulting aerogels will be performed under inert gas atmosphere (nitrogen) in a tube furnace at temperatures above 700ºC. The structural texture and morphology of carbon aerogels will be evaluated by high-resolution scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Fourier-transmission infrared and Raman spectroscopy will be used to elucidate the gelation-induced changes in the chemical functionalities of BioChoiceTM lignin and graphitic structure of resulting carbon aerogels, respectively. Specific surface area, total pore volume; pore size distribution will be analyzed using nitrogen adsorption experiments. In addition, BioChoiceTM lignin-based carbon aerogel will be tested for one specific end-use application, as a supercapacitor electrode. The electrochemical energy storage capability of a produced electrode will be tested and its performance will be compared with an existing fossil fuel based similar product.
材料,碳气凝胶。我们旨在调查将生物性木质素转化为气凝胶的可行性 以及他们的碳衍生物。为了获得基于木质素的湿凝胶,将使用苯酚和甲醛 在NaOH存在作为催化剂的情况下诱导凝结/凝胶反应。为此,苯酚 并在确定的级分中甲醛将被添加到在下面制备的生物化木质木蛋白溶液中 碱性条件和最终混合物将被转移到模具上,密封并在85ºC下进行热处理3-5 天。由此产生的凝胶将与乙醇或丙酮交换3-5天,以除去水性 阶段。将雇用超临界二氧化碳干燥或环境压力干燥以删除溶液中的溶液 湿的凝胶。所得气凝胶的碳化(热解)将在惰性气气下进行 (氮)在高于700ºC的温度下在管炉中。碳的结构质地和形态 高分辨率扫描电子显微镜(SEM)和透射电子将评估气凝胶 显微镜(TEM)。傅立叶传输红外和拉曼光谱将用于阐明 凝胶化引起的生物易生木质蛋白的化学功能和图形结构的变化 产生的碳气凝岩。比表面积,总孔隙体积;孔径分布将是 使用氮添加了吸附实验分析。此外,基于Biochoicetm木质素的碳气凝胶将是 测试了一种特定的最终用途应用,作为超级电容器电极。电化学能量存储 将测试生产电极的能力,并将其性能与现有化石进行比较 基于燃料的类似产品。

项目成果

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知道了