[發(fā)明專利]三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料及制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011555087.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112624107A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藺華林;嚴(yán)春陽;楊洋;李夢琰;李欣;袁銘霞;陳哲
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C01B32/318
• 分類號: C01B32/318;C01B32/348;H01G11/24;H01G11/34;H01G11/44
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

1.一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：配制NaOH/尿素/LA的混合水溶液，并將混合水溶液在-13～-18℃下冷卻，加入纖維素，攪拌，得到NaOH/尿素/LA-纖維素混合溶液；

S2：對S1中得到的NaOH/尿素/LA-纖維素混合溶液進(jìn)行離心分離，取澄清溶液并進(jìn)行加熱凝膠，使得LA分子與纖維素鏈產(chǎn)生氫鍵，得到均勻分散的NaOH/尿素/LA三維水凝膠；

S3：將NaOH/尿素/LA三維水凝膠凍干，先在惰性氣體中先預(yù)碳化；

S4：將預(yù)碳化后的NaOH/尿素/LA三維水凝膠與ZnCl₂水溶液混合均勻，烘干后進(jìn)行碳化，之后用鹽酸和去離子水洗滌至中性，干燥，得到三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，S1中所述NaOH/尿素/LA-纖維素混合溶液中：纖維素、NaOH、尿素、LA、去離子水的質(zhì)量比為4:7:12:(5-7):(70-72)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，S1中所述攪拌轉(zhuǎn)速為300-500r/min，攪拌時間為5-10min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，S2中所述離心分離的轉(zhuǎn)速為8000r/min，時間為5min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，S2中加熱凝膠過程的溫度為60-80℃，加熱凝膠的時間為12h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，S3中預(yù)碳化的溫度為500℃，預(yù)碳化時間為2h；

S4中碳化溫度為600-800℃，時間為2-5h；

預(yù)碳化過程的升溫速率與碳化過程的升溫速率均為5-10℃/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料的制備方法，其特征在于，S4中所述ZnCl₂的加入量與將碳化后NaOH/尿素/LA三維水凝膠的質(zhì)量比為(1-4):1。

8.一種由權(quán)利要求1至7中任意一項制備的三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料。

9.一種用于超級電容器的氮硫共摻雜的電極材料，其特征在于，所述電極材料由權(quán)利要求8中所述的三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料研磨后，與碳黑和PTFE混合得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于超級電容器的氮硫共摻雜的電極材料，其特征在于，其中三元纖維素溶液碳?xì)饽z碳材料、碳黑、PTFE的質(zhì)量比為8:(0.8-1.2):(0.8-1.2)。