一种超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片的制备方法.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CN107892303A(43)申请公布日2018.04.10(21)申请号201711395375.2H01G11/86(2013.01)(22)申请日2017.12.21(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市花山区湖东中路59号(72)发明人何孝军张韩方宋章训余谟鑫顾敬李英杰林鹏(74)专利代理机构安徽知问律师事务所34134代理人杜袁成(51)Int.Cl.C01B32/348(2017.01)C01B32/324(2017.01)B82Y40/00(2011.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/38(2013.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片的制备方法(57)摘要本发明公开了一种超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片的制备方法，属于炭材料制备技术领域。该方法是以富含多种芳香性分子的洗油为碳源，以纳米氧化镁为导向模板，氢氧化钾为造孔活化剂，将氢氧化钾与纳米氧化镁粉末研磨混合后再将洗油滴入前面混合好的粉末中，最后把三者搅拌混匀，随后转移至刚玉舟中，置于管式炉内在氩气气氛下进行加热，最后自然降温至室温。将得到的产物取出，经酸洗、蒸馏水洗涤和干燥后得到超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片。该多孔炭纳米片具有较高的比容和良好的倍率性能。本发明以富含多种稠环芳香性分子的洗油为碳源，制备超级电容器用二维多孔炭纳米片，具有成本低廉、工艺简单、可控等优点。CN107892303ACN107892303A权利要求书1/1页1.一种超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片的制备方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：(1)反应物的预处理：将纳米氧化镁放入研钵，加入已经研磨成粉末的氢氧化钾，两者再次研磨混合均匀，将洗油滴入混合均匀的粉末中，搅拌均匀后在真空干燥条件下静置12h，得到反应物；其中，氢氧化钾的质量占氢氧化钾、纳米氧化镁和洗油三者混合物总质量的2/5～4/7，氢氧化钾与洗油的质量比为2/1～4/1；(2)二维多孔炭纳米片的制备：把步骤(1)得到的反应物放入刚玉舟中，然后将刚玉舟放置于水平管式炉内，通入氩气将管式炉内的空气排净，以5℃/min的升温速率将管式炉加热至100℃，恒温30min，继续以5℃/min的升温速率将管式炉加热至终温800～950℃，恒温1h，反应结束后自然降至室温，将得到的产物取出、研磨,经酸洗、蒸馏水洗涤至中性，干燥后得到二维多孔炭纳米片。2.如权利要求1所述的一种超级电容器用二维多孔炭纳米片的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述洗油的质量为6g，所述纳米氧化镁的质量为9g，所述氢氧化钾的质量为12g；在步骤(2)中，将管式炉加热至终温850℃。2CN107892303A说明书1/3页一种超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片的制备方法技术领域[0001]本发明属于炭材料制备技术领域，具体涉及一种超级电容器用二维多孔炭纳米片的制备方法。背景技术[0002]超级电容器，也叫双电层电容器，是一种具有充放电速度快、功率密度高、循环稳定性好的储能元件。近年来，随着可穿戴电子设备及电混合动力汽车工业的不断发展，超级电容器的应用越来越广泛。[0003]超级电容器的性能受集流体、电极材料、电解液与隔膜等组件性能的影响。其中，对超级电容器性能起决定性作用的是电极材料。由于多孔炭具有比表面积高、电化学性能稳定、廉价易得、适合工业化生产等优点，受到了广大研究者的青睐。目前制备多孔炭材料的原料主要有化石类、生物质类和聚合物等。[0004]洗油是煤焦油精馏过程中的重要馏分之一，沸程230-300℃，约占煤焦油的4.5-10％。而煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体。在我国，由于煤的储量比较丰富，在炼焦过程中的煤焦油的产量也较多，所以副产物洗油的含量也较多。一般来说，洗油为黄褐色至棕色油状液体，富含喹啉、异喹啉、吲哚、α-甲基萘、β-甲基萘、联苯、二甲基萘、苊、氧芴和芴等稠环芳香性分子，这些分子是制备二维片状材料很好的原料。发明内容[0005]为克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种以富含多种稠环芳香性分子的洗油为碳源，分别以廉价的纳米氧化镁和氢氧化钾为模板和活化剂，直接制备超级电容器用二维多孔炭纳米片的方法。[0006]为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。[0007]本发明一种超级电容器用洗油基二维多孔炭纳米片的制备方法，具体步骤如下：[0008](1)反应物的预处理：将纳米氧化镁放入研钵，加入已经研磨成粉末的氢氧化钾，两者再次研磨混合均匀，将洗油滴入混合均匀的粉末中，搅拌均匀后真空干燥条件下静置12h，得到反应物；其中，氢氧