一种新型高储能性能多孔碳材料的制备及其应用.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CN111017925A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号202010008082.X(22)申请日2020.01.06(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号(72)发明人彭洪亮胡芳段典成徐芬孙立贤(51)Int.Cl.C01B32/324(2017.01)C01B32/348(2017.01)H01G11/34(2013.01)H01G11/44(2013.01)H01G11/24(2013.01)权利要求书1页说明书6页附图13页(54)发明名称一种新型高储能性能多孔碳材料的制备及其应用(57)摘要本发明公开了一种新型高储能性能多孔碳材料，由酒糟衍生制备，先将酒糟经低温预碳化得到碳前驱体，再将碳前驱体和碱性无机物直接混合煅烧得到酒糟衍生多孔碳材料，所得材料呈蜂窝状且比表面积范围在1000-4000m2g-1；所述酒糟的发酵方法为全程半固态半液态发酵；所述酒糟为三花酒酒糟。其制备方法包括以下步骤：1）碳前驱体的制备，经烘干、研磨低温预碳化制得碳前驱体；2）酒糟衍生多孔碳材料的制备，经研磨混合、煅烧、浸泡、洗涤、过滤、烘干、研磨制得酒糟衍生多孔碳材料。CN111017925ACN111017925A权利要求书1/1页1.一种新型高储能性能多孔碳材料，其特征在于：由酒糟经低温预碳化形成碳前驱体，再将碳前驱体和碱性无机物直接混合煅烧得到酒糟衍生多孔碳材料，所得材料呈蜂窝状且比表面积范围在1000-4000m2g-1。2.根据权利要求1所述新型高储能性能多孔碳材料，其特征在于：所述酒糟的发酵方法为全程半固态半液态发酵。3.根据权利要求1所述新型高储能性能多孔碳材料，其特征在于：所述酒糟为三花酒酒糟。4.一种新型高储能性能多孔碳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1）碳前驱体的制备，将酒糟经烘干、研磨破碎后，将所得粉末在一定条件下进行低温预碳化得到碳前驱体；步骤2）新型高储能性能多孔碳材料的制备，按一定的质量比，将步骤1所得的碳前驱体和碱性无机物研磨混合后，在一定条件进行煅烧后，经浸泡、洗涤、过滤、烘干、研磨，即可得到新型高储能性能多孔碳材料；所述步骤2的碱性无机物为氢氧化钾、氢氧化钠、氯化锌中的任意一种。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1酒糟为三花酒酿造后的酒糟。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1低温预碳化的条件为预碳化温度为300-600℃，预碳化时间为0.5-4h。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤2所述的碳前驱体和碱性无机物的质量比为1.0:(4.0-5.0)。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2煅烧的条件为煅烧温度为600-1000℃，煅烧时间为0.5-4h。9.一种新型高储能性能多孔碳材料作为超级电容器电极材料的应用，其特征在于：当电流密度为1Ag-1时，比电容值范围在350-500Fg-1。2CN111017925A说明书1/6页一种新型高储能性能多孔碳材料的制备及其应用技术领域[0001]本发明涉及超级电容器技术领域，具体涉及一种新型高储能性能多孔碳材料的制备及其应用。背景技术[0002]随着全球高速发展，对能源的需求日益增加，寻找一种绿色、环保的储能设备储存可再生能源，实现能源升级，已经迫在眉睫。超级电容器又称电化学电容器，是一种新型的电化学能量转换和储能器件，具有功率密度大、循环寿命长、使用温度范围宽等特点。近年来，超级电容器在理论研究与实际应用中均取得了重大进步，但仍面临着能量密度不足和生产成本高的问题。电极材料是超级电容器的核心部件，对超级电容器性能起至关重要的作用。[0003]于超级电容器而言，性能问题毫无疑问是研究人员关注的焦点，但在环境问题日益突出的今天，是否绿色环保，是否价格低廉等也是也是大家关注的要点，基于高分子导电聚合物的电容器材料具有较高的比电容，但是其原料及产物有毒、有污染，对人体和环境均不好，且稳定性差，聚合条件苛刻不易控制等，如聚苯胺不仅需要在冰浴条件下而且还需加入盐酸、高氯酸等强酸。[0004]生物质材料具有以下优点：1、生物质材料本身具有来源广泛、价格便宜、环境友好的优点；2、生物质材料制备的多孔碳材料普遍具备导电性好、比表面积大、化学性质稳定的优点；3、各种元素丰富，在多孔碳材料中形成杂元素，这些元素增加了材料的表面润湿性以及材料和电解液之间的接触面积，提高了赝电容效应，有利于提高超级电容器材料的比电容。因此，采用生物质材料制备碳材料是提高超级电容器性能的有效方法之一。[0005]现有技术Tang等人《ANovelPorousN-andS-Self-DopedCar