The invention discloses a cobalt doped porous carbon material and a preparation method thereof. The preparation method of the invention comprises the following steps: (1) firstly stirring cobalt acetate tetrahydrate, dicyandiamide and absolute ethanol evenly; then heating the mixture evenly to 70_75 C to volatilize the solvent and obtain the complex sample; (2) dissolving the complex sample obtained by step (1) the complex sample with ammonium acetate and gelatin in the deionized water of 85_95 C, and so on. The samples were then dried in vacuum in a surface dish; (3) After vacuum drying, the samples were carbonized in inert atmosphere at high temperature, and then etched in hydrochloric acid to obtain cobalt-doped porous carbon materials. The method of the invention is friendly in environment and simple in preparation method, and is convenient for large-scale production. The cobalt-doped porous carbon material prepared by the invention has high nitrogen content, high specific surface area and relatively uniform pore size distribution, and has good application prospect in the field of toxic gas adsorption and electrochemistry.
【技术实现步骤摘要】
一种钴掺杂多孔碳材料及其制备方法
本专利技术属于纳米材料
,具体来说,涉及一种钴掺杂多孔碳材料及其制备方法。
技术介绍
碳材料被广泛应用做超级电容器的电极,这是由于碳材料易获得,易加工,大的表面积和孔隙率,低电阻率,良好的表面化学环境和物理化学性能以及低成本等。能量的储存主要是电荷在碳材料电极和电解质表面进行。多孔碳材料由于具有的独特性质,合成原料丰富且容易获取,因此在现代科学中存在普遍的应用。多孔碳材料具有化学稳定性高、耐酸碱、耐高温、导电、导热等一系列特点,这类材料通常具有发达的孔隙、高的比表面积、高的化学稳定性、优良的耐热、耐酸碱及独特的电子传导性质,是现代工业中不可缺少的重要材料之一。近年来,为了进一步改善多孔碳材料在超级电容器方面的应用,通常将杂原子(例如N、B、S等)或含杂原子的基团(氨基,硝基,磺酸基等)掺杂到多孔碳材料的表面或结构中,使多孔碳材料的各方面的性能得到改进和提高。具有赝电容性能的材料促进了超级电容器的发展,这种材料能够提高电容器的储能能力。然而,大多数赝电容是来自电极材料表面的氧化还原反应,在法拉第反应过程中,只有表面很薄的一层参加了反应。而且,在法拉第充电过程中,单纯的过渡金属氧化物如MnO2导电性很差,导电聚合物容易机械降解,阻碍了它们在电极材料上的应用。因此,构建碳基复合电极材料不仅可以提高活性材料的使用率,同时还可以提高复合材料的导电性和机械强度。制备含氮超级电容器电极材料最常用的含氮前驱体包括胺基糖类、三聚氰胺、苯甲胺等。尽管通过原位掺氮的方法可以得到高氮含量的多孔碳,但也存在着很多的问题,比如:制备过程需要用到 ...
【技术保护点】
1.一种钴掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)首先将四水合醋酸钴、双氰胺和无水乙醇搅拌均匀;搅拌均匀后,加热至70‑80℃让溶剂挥发,得到络合样品;(2)将步骤(1)得到的络合样品与醋酸铵和明胶溶解在80‑95℃的去离子水中,之后倒入表面皿中真空干燥;(3)将步骤(2)的真空干燥后样品在惰性气氛下高温碳化,高温碳化后,用盐酸浸泡刻蚀,得到钴掺杂多孔碳材料。
【技术特征摘要】
1.一种钴掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)首先将四水合醋酸钴、双氰胺和无水乙醇搅拌均匀;搅拌均匀后,加热至70-80℃让溶剂挥发,得到络合样品;(2)将步骤(1)得到的络合样品与醋酸铵和明胶溶解在80-95℃的去离子水中,之后倒入表面皿中真空干燥;(3)将步骤(2)的真空干燥后样品在惰性气氛下高温碳化,高温碳化后,用盐酸浸泡刻蚀,得到钴掺杂多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,四水合醋酸钴、醋酸胺、双氰胺和明胶的质量比为(0.25-0.75):(1-2):(1...
【专利技术属性】
技术研发人员:蒋继波,朱丽莹,孙瑶馨,陈浩天,张小杰,韩生,蔺华琳,
申请(专利权)人:上海应用技术大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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