[發明專利]一種高性能超級電容器用介觀結構碳基納米籠的制備方法在審
| 申請號： | 202111360190.4 | 申請日： | 2021-11-17 |
| 公開（公告）號： | CN114141548A | 公開（公告）日： | 2022-03-04 |
| 發明（設計）人： | 李國昌;劉笑宇;王喜章;吳強;楊立軍;胡征 | 申請（專利權）人： | 南京來璋新材料科技有限公司 |
| 主分類號： | H01G11/86 | 分類號： | H01G11/86;H01G11/36 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 210000 江蘇省南京市*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 性能 超級 電容 器用 結構 納米 制備 方法 | ||
本發明公開了一種高性能超級電容器用介觀結構碳基納米籠的制備方法，包括如下步驟：S1、將堿式碳酸鎂(4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O)在馬弗爐中以10℃min?1的速度加熱到800℃，得到介觀結構MgO；S2、將步驟S1所得的MgO和含有Zn(NO3)2·6H2O的乙醇溶液混合，磁力攪拌，然后將懸浮液過濾并在80℃下真空干燥12h，得到Zn(NO3)2/MgO預模板；S3、將步驟S2所得的Zn(NO3)2/MgO預模板在氬氣惰性氣氛下以5?10℃/min的速率升溫至生長溫度進行碳納米籠沉積，反應結束后，自然降溫至室溫后取出MgO@碳納米籠樣品；S4、將步驟S3所得的MgO@碳納米籠樣品用稀酸浸泡、洗滌去除MgO模板，過濾、水洗多次后干燥得到產品。本發明得到的介觀結構碳基納米籠兼具了高導電性(導電性高達921S/m)、高比表面積(2700m2g?1)和大孔?介孔?微孔共存特征。
技術領域
本發明涉及碳基納米籠的制備技術領域，具體為一種高性能超級電容器用介觀結構碳基納米籠的制備方法。
背景技術
設計、開發兼具高能量密度和高功率密度的能量存儲裝置是人們追求的目標，雙電層超級電容器(EDLCs)通過在電極/電解液界面快速吸附電解液離子來存儲能量，具有功率密度高、充放電速度快和循環壽命長等優點，sp2納米碳具有良好的電導率、多樣的形貌和較高的物理化學穩定性，是目前最常用的EDLCs電極材料；
碳材料的孔結構對EDLCs性能起著關鍵性的作用，大孔作為離子緩存庫可以減小擴散距離，介孔可以為離子輸運和電荷存儲提供快速通道和大的表面積，微孔可以進一步增加電荷存儲；
因此，優異的EDLCs性能通常需要大孔、介孔和微孔之間的平衡，3D介觀結構納米碳因具有良好孔結構和高比表面積，被認為是很有前途的EDLCs用電極材料。
發明內容
本發明提供一種高性能超級電容器用介觀結構碳基納米籠的制備方法，可以有效解決上述背景技術中提出制備介觀結構納米碳的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高性能超級電容器用介觀結構碳基納米籠的制備方法，包括如下步驟：
S1、將堿式碳酸鎂(4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O)在馬弗爐中以10℃min-1的速度加熱到800℃，得到介觀結構MgO；
S2、將步驟S1所得的MgO和含有Zn(NO3)2·6H2O的乙醇溶液混合，磁力攪拌，然后將懸浮液過濾并在80℃下真空干燥12h，得到Zn(NO3)2/MgO預模板；
S3、將步驟S2所得的Zn(NO3)2/MgO預模板在氬氣惰性氣氛下以5-10℃/min的速率升溫至生長溫度進行碳納米籠沉積，反應結束后，自然降溫至室溫后取出MgO@碳納米籠樣品；
S4、將步驟S3所得的MgO@碳納米籠樣品用稀酸浸泡、洗滌去除MgO模板，過濾、水洗多次后干燥得到產品。
根據上述技術方案，所述S2中的Zn(NO3)2·6H2O含量為2.5-7.5mmol，攪拌時間為2-5小時。
根據上述技術方案，所述S3中的生長溫度為800-1000℃，石墨烯生長反應的時間為60-120min；
所述惰性氣體為氬氣、氮氣、氦氣中的一種或多種。
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