[發明專利]一種氮源改性滸苔制備的多孔炭及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010519113.8
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111591988A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 韓奎華;李明;滕召才;王梅梅;張繼剛;齊建薈;牛勝利
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/342;C01B32/324;H01G11/24;H01G11/34;H01G11/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

1.一種氮源改性滸苔制備的多孔炭的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

將滸苔洗滌、干燥、粉碎、過篩，得滸苔粉末；

將滸苔粉末與氮源混合，得氮源改性滸苔前驅體；

將氮源改性滸苔前驅體在惰性氛圍中炭化；

將炭化產物洗滌后，在化學活化劑溶液中浸漬；

浸漬后在保護氣氛下加熱活化，即得。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：篩分后的滸苔粉末的目數為20-300目，優選為80目。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：滸苔與氮源混合的質量比是1：1-20：1；進一步優選的，3：1或5：1；

進一步的，所述氮源為尿素、三聚氰胺、硫酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨中的一種或多種的混合物，更優選的，氮源為磷酸氫二銨。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：炭化的升溫速度為1～20℃/min，優選的升溫速率為5℃/min；

進一步的，炭化溫度為500-900℃，優選為600℃；

進一步的，炭化時，保護氣體流量為0.1-2L/min，優選為0.6L/min。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：對炭化產物進行洗滌，包括酸洗和去離子水洗滌的步驟；

進一步的，酸洗時的酸為鹽酸、硝酸或氫氟酸的水溶液，優選為鹽酸水溶液；

再進一步的，酸的濃度為1wt～60wt％，優選使用1～20wt％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：化學活化劑包括不限于KOH溶液、NaOH溶液、K₂CO₃溶液、H₃PO₄溶液或ZnCl₂溶液；

進一步的，化學活化劑為KOH溶液；

更進一步的，KOH溶液為飽和的KOH溶液；

更進一步的，炭化產物與KOH的質量比為1:1～1:5，優選為1:4。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述加熱活化的步驟包括低溫活化和高溫活化；低溫活化溫度為300～400℃，時間30～50min；高溫活化溫度為700～900℃，時間為60-140min；

進一步的，低溫活化溫度為350℃，時間30min；高溫活化溫度為800℃，時間為120min。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：還包括對加熱活化后的碳化產物進行酸洗和水洗的步驟；

進一步的，酸洗使用的酸為鹽酸、硝酸或氫氟酸中的一種或幾種的混合酸；

進一步的，酸洗的溫度為30-100℃，酸洗時間為120-300min；

進一步的，酸的濃度為1wt～60wt％，優選為1-20wt％。

9.權利要求1-8任一所述制備方法制備得到的多孔炭。

10.權利要求9所述多孔炭在制備超級電容器中的應用。