氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法及产品和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110790274A(43)申请公布日2020.02.14(21)申请号201911095562.8H01G11/34(2013.01)(22)申请日2019.11.11H01G11/38(2013.01)(71)申请人上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司地址201109上海市闵行区剑川路468号(72)发明人崔大祥王亚坤张芳张道明卢玉英阳靖峰焦靖华张放为(74)专利代理机构上海东亚专利商标代理有限公司31208代理人董梅(51)Int.Cl.C01B32/342(2017.01)C01B32/318(2017.01)C01B32/378(2017.01)H01G11/30(2013.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法及产品和应用(57)摘要本发明涉及一种氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法及产品和应用，以植酸，丝状生物质材料为原料，采用高温烧结的方法，制备一种氮磷共掺杂的多孔炭材料。具体为把丝状生物质和植酸以一定比例混合均匀，放在鼓风烘箱里烘干，烘干后的材料转入管式炉中，在惰性气体氛围下，以5~10℃/min的升温速率，升温至900摄氏度，保温2h，自然冷却至室温后取出，然后用稀硝酸清洗，最后去离子水洗净，得到氮磷共掺杂的多孔碳材料。以植酸为活化剂和添加剂，避免了环境污染，并且制备方法简单，对设备没有腐蚀。CN110790274ACN110790274A权利要求书1/1页1.一种氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于以植酸、丝状生物质材料为原料，采用高温烧结的方法制备一种氮磷共掺杂的多孔炭材料，具体为把丝状生物质和植酸以1：（0.5-1.5）的比例混合均匀，放在鼓风烘箱里烘干，烘干后的材料转入管式炉中，在氮或氩气惰性气体氛围下，以5-10℃/min的升温速率，升温至900℃，保温2h，自然冷却至室温后取出，然后用稀硝酸清洗，最后去离子水洗净，得到氮磷共掺杂的多孔碳材料。2.如权利1所述的氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述丝状生物质为蚕茧、棉花、羊胡子草纤维、羊毛纤维中的一种或几种。3.如权利1或2所述的氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述丝状生物质和植酸的质量比为1:0.5、1:1或1:1.5。4.一种氮磷共掺杂多孔碳材料，其特征在于根据权利要求1-3任一所述的方法制备得到。5.一种根据权利要求4所述的氮磷共掺杂多孔碳材料作为超级电容器电极材料的应用。2CN110790274A说明书1/2页氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法及产品和应用技术领域[0001]本发明涉及一种超级电容器电极材料，特别涉及一种多孔碳材料，具体来说是一种氮磷共掺杂的多孔碳材料的制备方法及其产品和应用。技术背景[0002]近年来，超级电容器（SuperCapacitor，SC），因其循环寿命长、容量大、环境适应性强等优点被研究者广泛关注。超级电容器主要由以下几个部分组成：电极材料、集流体、隔膜、电解液等，其中，普遍认为，电极材料和电解液的种类是影响超级电容器储能效果的主要因素。因此，新的电极材料的制备及其性能的研究成为当前的研究热点之一。碳材料作为超级电容器电极材料，已有半个多世纪的应用历史。多孔碳由于其相对低的成本，长循环性能，高功率密度和环境友好而被最广泛地用作电极材料。而基于生物质制备多孔碳方面有国内外有很多相关研究。但是，大多数多孔碳制备方法都存一些缺点，如：“活化剂”的大量消耗，有害产品的释放，制备过程复杂难以实现大规模生产，装置容易在高温下被活化剂腐蚀，导致产品污染，限制了生物质基碳材料的制备与实际应用范围。发明内容[0003]针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法。[0004]本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的氮磷共掺杂多孔碳材料产品。[0005]本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。[0006]本发明目的通过下述方案实现：一种氮磷共掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于以植酸，丝状生物质材料为原料，采用高温烧结的方法，制备一种氮磷共掺杂的多孔炭材料，具体为把丝状生物质和植酸以1：（0.5-1.5）的比例混合均匀，放在鼓风烘箱里烘干，烘干后的材料转入管式炉中，在氮或氩气惰性气体氛围下，以5~10℃/min的升温速率，升温至900摄氏度，保温2h，自然冷却至室温后取出，然后用稀硝酸清洗，最后去离子水洗净，得到氮磷共掺杂的多孔碳材料。[0007]所述丝状生物质为蚕茧，棉花，羊胡子草纤维，羊毛纤维中的一种或几种。[0008]所述丝状生物质和植酸的质量比为1:0.5,1:1或1:1.5。[0009]本发明提供一种氮磷共掺杂多孔碳材料，根据上述任一所