[發明專利]一種以胡敏素為原料制備的超級電容器碳材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810652856.5
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108962625A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 康世民;楊震宇;彭喆喆;徐勇軍;古展富;王勇;祁行濤;鐘萬祥;林曉源
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: H01G11/44
• 分類號: H01G11/44;H01G11/24;H01G11/86
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

本發明涉及一種以胡敏素為原料制備的超級電容器碳材料及其制備方法，所述方法如下：S1：將胡敏素與摩爾濃度為2～5mol/L的強堿溶液混合，并于170～200℃條件下反應一段時間，得到均相溶液；S2：將S1所得均相溶液烘干得固體產物，然后將所述固體產物于惰性氣體氛圍中在800～1200℃條件下煅燒1～2h，冷卻、水洗、干燥即得所述超級電容器碳材料。本發明以固廢胡敏素為原料，通過簡單的堿溶液處理和高溫煅燒方法，得到超級電容器碳材料，實現了固體廢棄物胡敏素的高值化利用。本發明通過一個簡單的工藝流程把固廢胡敏素轉化為高價值超級電容器，具有工業化應用前景。

技術領域

本發明涉及生物質水解廢棄物胡敏素綜合利用領域，具體地，涉及一種以胡敏素為原料制備的超級電容器碳材料及其制備方法。

背景技術

開發以可再生的碳水化合物資源制備能源燃料和化學品以代替日益枯竭的石化資源已經成為全世界的一個重要戰略。其中，以碳水化合物催化水解制備高價值平臺化合物5-羥甲基糠醛和乙酰丙酸是一種有工業化前景的技術。限制該催化水解技術大規模化應用的一個關鍵因素是碳水化合物水解過程中生成大量的副產物胡敏素。以纖維素為水解制備乙酰丙酸為例，20～60%纖維素碳可最終生成為胡敏素。胡敏素直接利用價值低下，一般被作為一種固體廢棄物處理，資源浪費嚴重。開發胡敏素的新用途，把胡敏素轉化為高價值材料對提高碳水化合物資源的利用效率、解決碳資源浪費具有重要意義。

超級電容器是一種存儲能量的新型元器件，它具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點。超級電容器用途廣泛：如可提供超大電流的電力平衡電源，可以替代傳統的蓄電池用作車輛啟動電源，用作車輛的牽引能源可以替代傳統內燃機等等。

因此，若能以胡敏素為主要原料制備超級電容器碳材料將具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種以胡敏素為原料制備超級電容器碳材料的方法，本發明提供的制備方法解決了目前胡敏素利用效率低下、資源浪費嚴重的問題，并開發了一種性能較好的超級電容器碳材料。

本發明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的超級電容器碳材料。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種以胡敏素為原料制備超級電容器碳材料的方法，所述方法如下：

S1：將胡敏素與摩爾濃度為2～5mol/L的強堿溶液混合，并于170～200℃條件下反應一段時間，得到均相溶液；

S2：將S1所得均相溶液烘干得固體產物，然后將所述固體產物于惰性氣體氛圍中在800～1200℃條件下煅燒1～2h，冷卻、水洗、干燥即得所述超級電容器碳材料。

優選地，S1中，所述強堿溶液的摩爾濃度為2～5mol/L。

優選地，S1中，反應溫度為170～200℃，反應時間為3～12h。

優選地，S1中，所述強堿溶液為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。

優選地，S1中，所述胡敏素與強堿溶液的質量體積比為1:4～10。

優選地，S2中，煅燒溫度為800～1200℃，煅燒時間為1～2h。

優選地，S2中，所述惰性氣體氛圍為氮氣氛圍。

上述制備方法制備得到的超級電容器碳材料也在本發明的保護范圍之內。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：