[發明專利]一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料、制備方法及應用在審
| 申請號： | 201910634256.0 | 申請日： | 2019-07-15 |
| 公開（公告）號： | CN110240143A | 公開（公告）日： | 2019-09-17 |
| 發明（設計）人： | 高云芳;傅寒立;徐新 | 申請（專利權）人： | 浙江工業大學 |
| 主分類號： | C01B32/05 | 分類號： | C01B32/05;C01B32/348;C01B32/318;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/44 |
| 代理公司： | 浙江千克知識產權代理有限公司 33246 | 代理人： | 裴金華 |
| 地址： | 310014 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 炭氣凝膠 氮摻雜 超級電容器 制備 超級電容器電極 應用 電化學性能 材料表現 產品孔徑 多孔結構 高溫處理 殼聚糖鋅 高能量 分級 介孔 可控 量產 凝膠 配體 生產工藝 洗滌 儲量 污染 | ||
1.一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于包括下列步驟：
步驟一：將殼聚糖鋅配體凝膠經預冷凍、冷凍干燥得到干凝膠；
步驟二：將所述干凝膠在600-1000℃、惰性氣氛下高溫處理1-12h，得到前驅體材料；
步驟三：將所述前驅體材料洗滌、烘干，所得固體產物即氮摻雜炭氣凝膠材料。
2.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于：
步驟二中所述高溫處理的溫度為800-900℃。
3.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于：
所述殼聚糖鋅配體凝膠中，鋅元素的含量以殼聚糖的質量計為(1-5)mol∶60g。
4.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中：
所述預冷凍為：將殼聚糖鋅配體凝膠在-25~-40℃下預冷凍2-8h；
所述冷凍干燥為：將所述預冷凍后的殼聚糖鋅配體凝膠在-40~-60℃下冷凍干燥24-72h。
5.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，步驟三中：
所述洗滌包括下列步驟：先用稀鹽酸浸泡1-16h，再用去離子水洗滌除去殘留的鹽酸及其他雜質；
所述烘干所采用的溫度為50-90℃。
6.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，還包括下列步驟：
步驟四：將洗滌后濾液中的鋅元素回收，用于制備殼聚糖鋅配體凝膠。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的一種用于超級電容器的氮摻雜炭氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述殼聚糖鋅配體凝膠的制備方法為：
步驟X1：將殼聚糖溶于水，加酸形成殼聚糖凝膠；
步驟X2：將鋅化物溶于水，并迅速加入到殼聚糖凝膠中，形成殼聚糖鋅配體凝膠。
8.根據權利要求1-6中任一項所述的方法制備得到的氮摻雜炭氣凝膠材料。
9. 根據權利要求8所述的氮摻雜炭氣凝膠材料，其特征在于：所述氮摻雜炭氣凝膠材料的比表面積為1474-2890 m2/g，介孔率為40%-85%，氮含量為3%-8%。
10.根據權利要求8所述的氮摻雜炭氣凝膠材料作為超級電容器電極材料的應用。
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