[發明專利]一種利用廢棄醫用防護用品制備的一體電極及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202110898844.2
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113675011B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 王利霞;張林森;方華;趙太寶;宋延華;李曉峰;賈曉東;羅河偉;陳瑞平;陳冰
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/22;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/46
• 代理公司: 鄭州華隆知識產權代理事務所(普通合伙) 41144
• 代理人: 徐小磊

本發明屬于超級電容器技術領域，具體涉及一種利用廢棄醫用防護用品制備的一體電極及其制備方法、應用。本發明的利用廢棄醫用防護用品制備的一體電極的制備方法包括如下步驟：1）將廢棄醫用防護用品粉碎得到粉料；將泡沫鎳在空氣中氧化得到表面氧化泡沫鎳；2）將粉料與表面氧化泡沫鎳共同置于惰性氣氛中，在400?900℃下保溫0.5?6h，即得。本發明的制備方法以廢棄醫用防護用品為原料，以表面氧化泡沫鎳為催化劑和集流體，無需其他催化劑或者活性劑條件下制備了超級電容器用原位自生長碳納米管電極，該制備工藝簡單、成本低、合成時間短、綠色環保，適合大規模生產，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于超級電容器技術領域，具體涉及一種利用廢棄醫用防護用品制備的一體電極及其制備方法、應用。

背景技術

當今社會，資源短缺、環境污染等原因迫切需要人們尋找新的清潔能源，來滿足越來越多的能源需求和改善生活環境的需求，新能源產業的發展即可滿足這些需求。新能源產業中，利用電能代替石油資源，開發儲能電池或電容器成為近年來的熱點，電能儲存系統正廣泛應用于消費電子產品和電動汽車以及可再生能源儲存中。

超級電容器又稱電化學電容器，是一種新興的儲能裝置，由于其低成本、環保、高性能的優勢，在能源革命中占有一席之地。現有的超級電容器一般包括電極、隔膜和電解液液，其中影響其電性能的決定因素是電極材料。一般的，電極材料要求結晶度高、導電性好、比表面積大、微孔集中在一定的范圍內，當前常用的電極材料有碳材料和過渡金屬氧化物等，例如活性炭材料，但是，采用活性碳材料作電極的電容器等效串聯電阻大，而且活性碳材料的比表面積雖大，實際利用率卻不超過30％。隨著新種類碳材料（如富勒烯、石墨烯和碳納米管）的發現和納米技術的快速發展，碳基功能材料在儲能領域引起了極大的興趣。碳材料作為電極，具有比表面積大、孔徑和結構可調、導電性高、力學性能強、易獲得等優。然而，高純度的碳材料如富勒烯、石墨烯和碳納米管等很難合成，而且成本太高，難以大規模生產。因此，探索高效、環保的制備高性能碳材料具有可持續、低成本的前驅體是關鍵。

碳納米管（Carbon Nanotube，CNT）的出現為超級電容器的開發提供了新的機遇，碳納米管是一種納米級無縫管狀石墨結構碳材料，比表面積大、結晶度高、導電性好、管內外徑可通過合成工藝加以控制，可使比表面利用率達到 100％，因而可以成為一種理想的超級電容器材料。

隨著我國經濟水平的高速發展，醫療水平不斷提高，醫療事業規模不斷擴大，醫療固體廢棄物業日益增多。尤其是受新型冠狀病毒引發的肺炎疫情影響，一次性醫療防護用品使用量激增，隨之帶來了廢棄醫用防護用品的處理問題。廢棄醫用防護用品的處理通常是送至垃圾處理廠處置或者垃圾焚燒發電廠進行焚燒，這些以焚燒為主的處理措施常常會帶來CO₂、NO_x和粉塵等空氣污染物大量排放等問題，不利于環境保護。如果能夠利用廢棄醫用防護用品生產制備一種超級電容器用碳納米管電極，將具有非常高的綠色環保意義，會對儲能產業和醫療產業都產生重大影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種更加環保的利用廢棄醫用防護用品制備的一體電極及其制備方法、應用。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種利用廢棄醫用防護用品制備的一體電極的制備方法，包括如下步驟：

1）將廢棄醫用防護用品粉碎得到粉料；

將泡沫鎳在空氣中氧化得到表面氧化泡沫鎳；

2）將粉料與表面氧化泡沫鎳共同置于惰性氣氛中，在400-900℃下保溫0.5-6h，即得。

步驟2）中將粉料與表面氧化泡沫鎳共同置于惰性氣氛中是將表面氧化泡沫鎳埋置在粉料中，或者將表面氧化泡沫鎳懸置于粉料上方，或者將粉料填置于泡沫鎳的孔隙中。

步驟1）中將廢棄醫用防護用品粉碎前先將廢棄醫用防護品消毒、清洗、干燥。