【摘 要】
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随着汽车行业的蓬勃发展,汽车轮胎的需求与日俱增,导致废旧轮胎的产出逐年增加。长期大量堆放废旧轮胎会导致资源浪费和环境污染,但只要利用得当也可开发巨大的应用价值。由于废旧轮胎结构与成分,橡胶分子链的交联网状结构以及各种添加助剂,导致废旧轮胎再利用困难。若可以通过简单的方法回收废旧轮胎,将废旧轮胎应用在储能领域,令其作为碳源制备锂离子电池负极材料,这对于废旧轮胎的再利用具有极大的突破性与关键性。由于碳
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随着汽车行业的蓬勃发展,汽车轮胎的需求与日俱增,导致废旧轮胎的产出逐年增加。长期大量堆放废旧轮胎会导致资源浪费和环境污染,但只要利用得当也可开发巨大的应用价值。由于废旧轮胎结构与成分,橡胶分子链的交联网状结构以及各种添加助剂,导致废旧轮胎再利用困难。若可以通过简单的方法回收废旧轮胎,将废旧轮胎应用在储能领域,令其作为碳源制备锂离子电池负极材料,这对于废旧轮胎的再利用具有极大的突破性与关键性。由于碳基材料体积变化幅度小,拥有良好的性质,而且碳基负极材料是离子、电子的良导体,因此开发一种简单易得的碳质负极材料是必要的。本文中就废旧轮胎胶粉进行了如下研究:(1)对废旧轮胎胶粉进行研究分析,对胶粉进行预处理,利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对废旧轮胎胶粉的微观形貌、物相组成等方面进行分析,研究其成分构成,确定预处理条件。废旧轮胎胶粉经过碳化、KOH活化、氨气氮掺杂三个步骤,将每个步骤中获得的碳组装为纽扣电池,探究各个步骤中最优的制备条件。(2)以废旧轮胎胶粉作为碳源,经过简单的热解与洗涤过程,并进行电化学测试。将其与商业石墨作为对比,并探究碳粉中成分对电池性能的贡献,探究硫化锌在碳粉中起到的作用,研究储锂机理。在电流密度为1000 m A g-1下循环3000圈后仍有255.1 m Ah g-1的容量,与废轮胎碳做负极材料的文章相比,在比容量、循环稳定性等方面均具有优势。废旧轮胎胶粉碳是一种数量可观、制备工艺简单,可以应用在能源方面的一类回收资源,既可以缓解能源问题,又可以解决环境问题。
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