《干酒糟与可溶物.docVIP

干酒槽与可溶物（DDGS）生物质活性炭超级电容器和有机电解质四氟硼酸四乙胺 亮点 ?DDGS是玉米乙醇行业可持续发展的材料。 ?半石墨活性碳通过化学活化制得。 ?150 F ɡ-1高比容量有机电解质体系得到。 抽象 干酒糟与可溶物（DDGS）是基于玉米的乙醇工业的主要副产品。DDGS可以通过热解或气化用作一种可再生能源。然而，生物炭主要的副产物不具有商业价值。DDGS生物炭利用超级电容器时，它被转换为活性炭。活性炭样品在950℃和1050℃0.075mol/ɡ KOH生物炭装载制备。对称超级电容器用活性炭样品作为电极材料1mol L-1四氟硼酸四乙铵（TEA BF4）组装的乙腈作为电解质。在950℃活化碳呈现比1050℃的样品（150 F ɡ-1较高的比电容量第70节F ɡ-1）。1000次循环后的容量是稳定的。更重要的是，这些活性炭的电容性能可媲美有序介孔碳和石墨烯的商业化。因此，我们强调制备由可再生的生物质的高性能超级电容器的电极材料，以及用于产生从热解和气化副产物先进的碳材料的电势的成功。 抽象图形 关键词 活性炭?;DDGS?;超级电容器?;孔结构?;生物炭 介绍 在美国，玉米的主要能源作物。48亿蒲式的玉米被用来生产132亿gallons乙醇在2010年。除了乙醇，干酒糟及其可溶物（DDGS）通常主要作为产生大量玉米乙醇的共产物，即约30％的原料。因此DDGS的增值应用于提高乙醇工业的经济可行性。 DDGS被用于作为饲料，因为牲畜普遍应用于其中度到营养价值高（25-35％的蛋白质，3-13％的脂肪）和良好的消化率。除了被用作牲畜饲料来源，从DDGS衍生新的增值工业产品正在探索。DDGS甚至可能会发现，在人类食品市场占有一席之地。研究提高其生存能力作为人类食物成分。研究也正在进行，以确定是否DDGS可以用于生产生物降解塑料。 虽然有对DDGS的利用许多可能性，从家畜业的需求可能会成为限制，DDGS的内某些脂肪限制DDGS的某些动物可以在他们的饮食量。为了保持为副产品的需求，新的增值用途和新市场应当继续。最近，一些研究已经开始分析使用DDGS作为生物燃料乙醇工厂的有效性。DDGS还可以转换成气态或液态燃料。这些转换，被称为由燃烧，热解和气化的热化学转化。 生物质的热解已被各种研究人员广泛地探讨，以确定理想的工艺参数和最终产品的组成。到现在为止，很少有研究者报道了DDGS热解。没有受到人们的重视，从化学DDGS的转化利用生物炭。另一方面，酵母和乙醇发酵残余物已被转化为活性炭通过使用碱金属碳酸盐和氢氧化钾作为催化剂。没有文献报告中使用的生物炭从DDGS制备优质活性炭。Biocahr后的生物油和生物合成气回收含有高得多的灰分和较低碳含量，是显著不同从缓慢热解制得，其中的生物油和合成气未除去传统木炭。活性炭被广泛用于气体和液体的净化过程，作为用于催化化学过程催化剂载体，并作为先进储能材料。先进的活性炭是用于超级电容器能量存储的主要电极材料。在美国市场上最先进的活性炭是由椰子壳或中国或日本合成聚合物制造的14000美元每吨平均成本。它正在从20,000元至4万吨销往与30,000元每吨平均市场价格。当比较活性炭低值生物炭这种高价值，我们很快看到了发展生物炭DDGS升级的过程是潜在的关键，建立和促进一个可行的新的生物精炼产业，可以使用大量的DDGS，特别是含DDGS黄曲霉毒素或其他有毒污染物从玉米乙醇行业。尽管使用KOH作为催化剂的活性炭已经合成从啤酒李，活性炭没有显示可接受的电容，即只有120°/F克与无机电解质的超级电容器。另一方面，从一个可扩展的过程可持续的DDGS生物炭先进的活性炭材料将显著促进能量储存和保存过程超级电容器的应用范围广。另外，为了达到可接受的超级电容器的能量密度和功率密度，DDGS生物炭基于先进活性炭应该被评估为使用有机电解质超级电容器的电极材料。 在目前的工作，DDGS用一款专为最大限度地提高生物油产率的过程热解。使用氢氧化钾作为催化剂的共产物的生物炭被激活。采用不同的分析方法，例如N-这些活性炭样品进行表征2等温吸附，拉曼光谱和扫描电子显微镜（SEM）。超级电容器的电极中获得的碳的适用性通过使用一系列电化学技术，包括循环伏安（CV），恒电流充放电和电化学阻抗谱（EIS）进行评价。 五百克的DDGS被热解，在密封钢室（20厘米高 10cm内径）。该室装有一个吹扫入口管和排气出口通往蒸馏装置。该室被放置在一个Isotemp可编程马弗炉（650-750，Fisher Scientific公司，匹兹堡，PA）进行加热。加热之前，腔室和冷凝器，以便从容器中撤离氧气用氮气吹扫气体10分钟。将炉子加热到600℃