一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料制备方法，属于碳电极材料技术领域。本发明专利技术的纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法，包括如下步骤：将纤维素纳米纤维悬浮液与丝素蛋白溶液混合均匀得到复合悬浮液；在盐酸蒸汽中处理1‑12h，制得纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合水凝胶；在液氮中冷冻5‑60min然后冷冻干燥，制得复合气凝胶；在保护气氛下，700‑1300℃下碳化1‑8h，然后活化，即得。本发明专利技术的方法制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料电极材料具有尺寸大、柔韧性好、多孔等特点，还具有2D石墨烯形貌的微观结构形貌。

Preparation method of cellulose nanofiber / fibroin based porous nitrogen doped 2D carbon nano electrode material

The present invention relates to a preparation method of cellulose nanofiber / fibroin based porous nitrogen doped 2D carbon nano electrode material, which belongs to the field of carbon electrode material technology. The preparation method of the invention of cellulose nanofiber / silk fibroin porous carbon nitrogen doped 2D nano film electrode materials, comprising the following steps: fiber suspension and silk fibroin nano cellulose solution mixed uniformly to obtain a composite suspension; 1 12h in hydrochloric acid vapor, prepared cellulose / silk fibroin nanofibers protein composite hydrogel; frozen in liquid nitrogen for 5 60min and freeze drying to prepare the composite aerogel; under protective atmosphere, 700 1300 C 1 carbide 8h, then activated, i.e.. The invention of the prepared cellulose nanofibers / silk fibroin porous nitrogen doped 2D nano carbon electrode material electrode material with large size, good flexibility, porous characteristics, microstructure morphology of graphene also has 2D.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法
本专利技术涉及一种多孔氮掺杂碳纳米片电极材料，尤其涉及一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法，属于碳电极材料

技术介绍
目前，新型储能器件如超级电容器、锂离子电池、镍氢电池等广泛采用碳纳米材料作为其电极材料。作为储能器件电极材料的碳纳米材料，一般都具有良好的导电性能、电化学稳定性及良好的加工性能。但是，随着新能源技术和产业的发展，储能器件对电极材料的要求也越来越高。例如，电动车产业和新型储能产业的发展，对储能器件的能量密度、充放电倍率和循环寿命都提出了更高的要求，传统的碳电极材料已经无法充分满足这些需求。与传统碳电极材料相比，以石墨烯为代表的2D碳纳米材料具有比表面积大、扩散距离短等特点，许多研究表明，2D碳纳米材料非常适合于作新型储能器件的电极材料，能够满足新型储能产业发展对电极材料的性能要求。碳纳米片是一种具有类石墨烯结构的新型2D碳纳米材料，具有非常高的比表面积和优良的导电性能。碳纳米片的厚度一般在10-100nm，大大减小了导电粒子的扩散距离，作为电极材料时具有较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将纤维素纳米纤维悬浮液与丝素蛋白溶液混合均匀，得到纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合悬浮液；所述纤维素纳米纤维悬浮液中纤维素纳米纤维与丝素蛋白溶液中的丝素蛋白的质量比为70‑30:30‑70；2）将制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合悬浮液在挥发有盐酸的环境中处理1‑12h，制得纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合水凝胶；3）将制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合水凝胶在液氮中冷冻5‑60min，然后冷冻干燥，制得纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合气凝胶；4）将制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合气凝胶在保护气氛下，7...

【技术特征摘要】
1.一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将纤维素纳米纤维悬浮液与丝素蛋白溶液混合均匀，得到纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合悬浮液；所述纤维素纳米纤维悬浮液中纤维素纳米纤维与丝素蛋白溶液中的丝素蛋白的质量比为70-30:30-70；2）将制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合悬浮液在挥发有盐酸的环境中处理1-12h，制得纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合水凝胶；3）将制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合水凝胶在液氮中冷冻5-60min，然后冷冻干燥，制得纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合气凝胶；4）将制得的纤维素纳米纤维/丝素蛋白复合气凝胶在保护气氛下，700-1300℃下碳化1-8h，然后活化，即得。2.如权利要求1所述的纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法，其特征在于，所述活化是在二氧化碳气流中，在550-850℃下保温6-48h。3.如权利要求1所述的纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2D碳纳米片电极材料的制备方法，其特征在于，所述纤维素纳米纤维悬浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛庆媛，高可政，王力臻，韩莉锋，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41