[發明專利]多級次孔碳氣凝膠材料、超級電容器電極材料及制法有效
| 申請號： | 201911184923.6 | 申請日： | 2019-11-27 |
| 公開（公告）號： | CN110867327B | 公開（公告）日： | 2021-02-09 |
| 發明（設計）人： | 韓冰;王云楷;王祥科 | 申請（專利權）人： | 華北電力大學 |
| 主分類號： | H01G11/30 | 分類號： | H01G11/30;H01G11/32;H01G11/36;H01G11/26;H01G11/24;H01G11/86;C01B32/05 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產權代理有限公司 11002 | 代理人： | 商秀玲 |
| 地址： | 102206 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 多級 次孔碳氣 凝膠 材料 超級 電容器 電極 制法 | ||
1.一種多級次孔碳氣凝膠材料，其特征在于，以石墨烯氣凝膠為骨架，ZIF-8衍生碳為修飾微粒；
其中，所述ZIF-8衍生碳與石墨烯氣凝膠的質量比為2：1～6：1，所述ZIF-8衍生碳的含氮量為5％～15％，直徑為0.6～1.2μm；
所述多級次孔碳氣凝膠材料的制備方法包括如下過程：
(1)將質量比為5：1～10：1的抗壞血酸與氧化石墨烯分散于水中得到預混液，將所述預混液經水熱反應并干燥后，得到石墨烯氣凝膠；
(2)在室溫下，將所述石墨烯氣凝膠置于六水合硝酸鋅的甲醇溶液中進行第一浸泡后，取出置于二甲基咪唑的甲醇溶液中進行第二浸泡，將所述第一浸泡和第二浸泡進行3～6次循環，所述第一浸泡和第二浸泡每次浸泡的時間分別為6h～12h，得到石墨烯氣凝膠-ZIF-8預復合材料；
在所述六水合硝酸鋅的甲醇溶液中，硝酸鋅的質量濃度為10g L-1～15g L-1，所述六水合硝酸鋅的甲醇溶液與所述二甲基咪唑的甲醇溶液的質量濃度比為1:1.4～1.6；
(3)將所述石墨烯氣凝膠-ZIF-8預復合材料在氮氣氣氛下升溫至750～850℃進行煅燒，得到所述多級次孔碳氣凝膠材料。
2.一種多級次孔碳氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，包括如下過程：
(1)將質量比為5：1～10：1的抗壞血酸與氧化石墨烯分散于水中得到預混液，將所述預混液經水熱反應并干燥后，得到石墨烯氣凝膠；
(2)在室溫下，將所述石墨烯氣凝膠置于六水合硝酸鋅的甲醇溶液中進行第一浸泡后，取出置于二甲基咪唑的甲醇溶液中進行第二浸泡，將所述第一浸泡和第二浸泡進行3～6次循環，所述第一浸泡和第二浸泡每次浸泡的時間分別為6h～12h，得到石墨烯氣凝膠-ZIF-8預復合材料；
在所述六水合硝酸鋅的甲醇溶液中，硝酸鋅的質量濃度為10g L-1～15g L-1，所述六水合硝酸鋅的甲醇溶液與所述二甲基咪唑的甲醇溶液的質量濃度比為1:1.4～1.6；
(3)將所述石墨烯氣凝膠-ZIF-8預復合材料在氮氣氣氛下升溫至750～850℃進行煅燒，得到所述多級次孔碳氣凝膠材料。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)的所述預混液中，所述氧化石墨烯的質量濃度為0.5g L-1～1g L-1。
4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述水熱反應的溫度為90～95℃，時間為30min～60min。
5.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述升溫的速率為2℃min-1～4℃min-1。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述升溫的速率為2℃min-1～4℃min-1。
7.根據權利要求2、3或6所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中在750～850℃下的保溫時間為3h～4h。
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中在750～850℃下的保溫時間為3h～4h。
9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中在750～850℃下的保溫時間為3h～4h。
10.一種超級電容器電極材料，其特征在于，活性材料中含有權利要求1所述的多級次孔碳氣凝膠材料或權利要求2～9中任一項所述的制備方法制得的多級次孔碳氣凝膠材料。
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