[發明專利]一種氮氧摻雜碳納米角及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210592014.1
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114823171A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 梁風;侯圣平;張濤;張達;向孫祖;沈可;雷勇;楊斌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學;江蘇風馳碳基新材料研究院有限公司
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/44;H01G11/50;H01G11/34;H01G11/36
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 任潔

1.一種氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

在第一保護氣體環境下，針對碳源進行熱裂解處理，冷卻后獲得熱裂解炭黑，所述碳源為廢舊輪胎粉末；

將所述熱裂解炭黑作為陽極，高純石墨棒作為陰極，在第二保護氣體環境下進行等離子體處理，待反應結束后，獲得所述氮氧摻雜碳納米角。

2.根據權利要求1所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：在所述等離子處理之前，針對所述熱裂解炭黑進行酸洗脫灰處理，獲得酸化后的熱裂解炭黑。

3.根據權利要求1或2所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，在所述熱裂解處理過程中，熱裂解溫度為200～500℃，升溫速率為1～10℃/min，保溫總時間為2～4h。

4.根據權利要求3所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述熱裂解處理包括第一階段熱解和第二階段熱解，所述熱裂解溫度包括第一熱解溫度和第二熱解溫度，所述保溫總時間包括第一保溫時間和第二保溫時間；其中，

在第一階段熱解過程中，第一熱解溫度為200～300℃，第一保溫時間為1～2h；

在第二階段熱解過程中，第二熱解溫度為400～500℃，第二保溫時間為1～2h。

5.根據權利要求1或2所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述第一保護氣體為氮氣或氬氣中的至少一種，所述第二保護氣體為氮氣。

6.根據權利要求2所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述酸洗脫灰處理包括：利用酸性溶液對所述熱裂解炭黑進行酸洗脫灰處理，冷卻至室溫，完成抽濾、洗滌和干燥處理；其中，

酸性溶液為鹽酸、硝酸和硫酸中的至少一種，酸化溫度為60～120℃，酸化時間為0.5～2h；

洗滌處理使用的洗滌液為去離子水或無水乙醇中的至少一種；

干燥溫度為60～100℃，時間為6～12h。

7.根據權利要求1或2所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述陰極與所述陽極的間距為2～5mm；所述第二保護氣體的壓力為50～80kPa；所述等離子體處理的放電電流為100～200A。

8.根據權利要求1或2所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：在所述等離子處理之前，將所述熱裂解炭黑壓塊成型；其中，壓塊成型的壓力為5～10MPa，保壓時間為0.5～2min。

9.一種氮氧摻雜碳納米角，其特征在于，所述氮氧摻雜碳納米角采用如權利要求1～8中任一項所述的氮氧摻雜碳納米角的制備方法制備獲得。

10.如權利要求9所述的氮氧摻雜碳納米角在超級電容器中的應用。