[發(fā)明專利]一種羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210568763.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN114715890A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚海亮;崔元映;華賢浩;游云夢(mèng);伍桂明;邱樹君;徐芬;孫立賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B32/348
• 分類號(hào): C01B32/348;C01B32/324;H01G11/34;H01G11/44;H01G11/24
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

1.一種羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳，其特征在于：以羅漢果殼為原料，經(jīng)過預(yù)碳化及活化處理，得到具有微觀形貌為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳，其特征在于：所得羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳中，吡咯N的含量為30-32%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳，其特征在于：所述微觀形貌蜂窩狀結(jié)構(gòu)具體為，I_D/I_G值范圍為1.07-1.08，比表面積范圍為3900-4000 m²·g ^-1，孔徑分布范圍為1.8-2.0 nm。

4.一種羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，羅漢果殼基前驅(qū)體的預(yù)碳化，將羅漢果殼基洗滌、干燥后，粉碎成羅漢果粉末，然后，在一定條件下進(jìn)行預(yù)碳化，即可得到羅漢果殼基前驅(qū)體，所得材料命名為MGCs；

步驟2，羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳的制備，以步驟1所得MGCs與KOH滿足一定質(zhì)量比，將MGCs與KOH混合研磨均勻；然后，在一定條件下進(jìn)行煅燒后，經(jīng)HCl溶液洗滌、抽濾，以除去過量的堿和無機(jī)鹽，干燥后即可得到羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1預(yù)碳化的條件為，氮?dú)鈼l件下，以3 ℃·min^-1的升溫速率，在預(yù)碳化溫度為300-400 ℃，預(yù)碳化時(shí)間為2-3 h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟2，MGCs與KOH的質(zhì)量比為1:（3-4）；所述煅燒的條件為，在氮?dú)鈼l件下，以升溫速率為5 ℃·min^-1，在煅燒溫度為750-850 ℃，煅燒時(shí)間為2-3 h。

7.一種羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳作為超級(jí)電容器的應(yīng)用，其特征在于：在0.5 A·g ^-1的電流密度下，比電容值范圍在350-370 F·g ^-1。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述應(yīng)用，其特征在于：在經(jīng)過10000次循環(huán)后，比電容保持率為95-97%。

9.一種羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳作為對(duì)稱超級(jí)電容器的應(yīng)用，其特征在于：在功率密度為240-260 W·kg ^-1時(shí)，最大能量密度可達(dá)21-22 Wh·kg ^-1。

10.一種羅漢果殼基生物質(zhì)多孔碳作為對(duì)稱超級(jí)電容器的應(yīng)用，其特征在于：在能量密度為15-16 Wh·kg ^-1時(shí)，最大功率密度可達(dá)5000-5100 W·kg ^-1。