The invention discloses a preparation method of graphitized porous corn cob derived carbon electrode material. The activated carbon material prepared by this method has high graphitization degree and hierarchical porous structure. The specific technological steps are as follows: firstly, the biomass corncob is crushed and soaked in potassium hydroxide solution; secondly, the soaked corncob powder is carbonized and activated at high temperature by dynamic heating rate process; finally, the activated product is pickled and dried to obtain graphitized porous jade. Rice core derived carbon electrode materials. When the graphitized porous corn cob derived carbon material of the invention is used as electrode material of supercapacitor, it shows good specific capacity, excellent rate performance and good cycle stability. The preparation method has the advantages of simple process, low preparation cost, environmental friendliness and high added value.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法
本专利技术涉及一种电极材料的制备方法,尤其涉及一种具有高石墨化和多孔结构的玉米芯衍生炭电极材料的制备方法;属于新能源材料领域。
技术介绍
随着煤炭、石油等矿物碳原材料的日趋耗竭,生物质炭材料日益受到人们的重视。其中,玉米芯作为一种重要的生物质炭材料,具备丰富的天然孔洞结构,从而使得采用玉米芯制备的生物质基活性炭具有较大的比表面积和丰富的孔结构。这一结构特征极大地满足了双电层电容器材料对高比表面积和丰富孔洞结构的要求,因此,在超级电容器电极材料等领域显现广阔的发展前景。2015年,Qu等人(BioresourceTechnology,2015,189:285-291)采用简单的一步法对玉米芯残渣进行炭化活化处理,获得了具有高比表面积(1210m2/g)的多孔活性炭,该活性炭电极材料在6MKOH电解液中测得的比电容高达314F/g,且100000次循环后几乎没有电容量的衰减,显示出了优异的电化学性能和良好的循环稳定性能。2018年,Wang等人(ChemicalEngineeringJournal,2018,348:57-66)采用海藻为碳源,通过改变活化温度以及致孔剂与生物质碳源的比例来制备富含氮的多孔活性炭电极材料,在0.2A/g的电流密度下进行恒流充放电测试,材料的比容量可达287.7F/g,在10A/g的高电流密度下,电容仍保留228F/g,比电容保持率高达79.3%,具有优异的倍率性能。尽管通过玉米芯获得的活性炭都表现出良好的超级电容器电化学性能,不过所获得的玉米芯衍生炭石墨化程度较差,且孔结构单一,不能 ...
【技术保护点】
1.一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)将生物质玉米芯清洗、干燥、粉碎后浸泡于氢氧化钾溶液中,加热搅拌得到富含氢氧化钾的玉米芯材料;(2)将浸泡后的玉米芯干燥,然后在惰性气体下,采用动态升温速率工艺进行同步高温炭化活化处理;(3)将高温处理后的产物进行洗涤、离心和干燥,得到具有分级多孔结构和良好石墨化程度的玉米芯衍生活性炭材料。
【技术特征摘要】
1.一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)将生物质玉米芯清洗、干燥、粉碎后浸泡于氢氧化钾溶液中,加热搅拌得到富含氢氧化钾的玉米芯材料;(2)将浸泡后的玉米芯干燥,然后在惰性气体下,采用动态升温速率工艺进行同步高温炭化活化处理;(3)将高温处理后的产物进行洗涤、离心和干燥,得到具有分级多孔结构和良好石墨化程度的玉米芯衍生活性炭材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所用的玉米芯主要成分为纤维素,半纤维素和木质素,含量分别为30wt.%~40wt.%,30wt.%~40wt.%,20wt.%~30wt.%。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中氢氧化钾的浓度为5wt.%~30wt.%,玉米芯与氢氧化钾的比例为1:1~1:6。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中加热温度为60oC~90oC,加热时间为10~24h。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨树华,孙靖,艾金贵,曹丙强,
申请(专利权)人:济南大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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