[發明專利]一種用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910093623.0
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109850866B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 王憲芬;王超;趙修松
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01G11/44
• 代理公司: 青島科通知橋知識產權代理事務所(普通合伙) 37273
• 代理人: 張曉

1.一種用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料，其特征在于：所述碳材料前驅體為低成本生物質材料，其結構為分級多孔結構；

所述分級多孔碳材料的制備方法包括以下步驟：使用絡合物溶液溶解生物質碳源后得到碳源溶液，將碳源溶液經過低溫冷凍10h后在常溫下解凍后得到混合溶液；將混合溶液經噴霧干燥后得到前驅體粉末；將得到的前驅體粉末經煅燒、冷卻、刻蝕、洗滌和干燥處理后即得到所述的分級多孔碳材料；

所述絡合物溶液為銅氨絡合物溶液和鋅氨絡合物溶液中的一種；

所述生物質碳源為纖維素、葡萄糖、淀粉和蔗糖中的一種；

所述低溫冷凍溫度為-20℃～-10℃，常溫解凍溫度為15℃-30℃。

2.如權利要求1所述的用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料，其特征在于：所述碳材料的孔結構包含微孔和介孔，所述微孔的平均孔徑為1.0-1.5nm，所述介孔的平均孔徑為3.0-4.0nm。

3.如權利要求1所述的用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料，其特征在于：所述碳材料比表面積為700-1100m²/g。

4.如權利要求1-3任意一項所述的用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：使用絡合物溶液溶解生物質碳源后得到碳源溶液，將碳源溶液經過低溫冷凍10h后在常溫下解凍后得到混合溶液；將混合溶液經噴霧干燥后得到前驅體粉末；將得到的前驅體粉末經煅燒、冷卻、刻蝕、洗滌和干燥處理后即得到所述的分級多孔碳材料。

5.如權利要求4所述的用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述煅燒、冷卻過程為將噴霧干燥后的粉末置于惰性氣氛下，從室溫起以1℃/min-5℃/min的升溫速率升溫至600-1200℃并保持10h后自然冷卻至室溫。

6.如權利要求4所述的用于柔性超級電容器的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述刻蝕過程、洗滌過程為使用硝酸水溶液對煅燒、冷卻后的材料浸泡24h后，進行抽濾，使用去離子水洗滌材料為中性。