一种基于琼脂的掺氮多孔碳材料及其制备方法和应用技术
A kind of nitrogen doped porous carbon based on agar and its preparation and Application
The invention provides a nitrogen doped porous carbon materials based on agar, agar, melamine, ferric nitrate and surfactant F127, through the water bath heating synthesis gel containing nitrogen, then freeze drying, nitrogen atmosphere and alkali carbonation, evenly mixed after activation treatment, washing, drying, the ratio of the surface area in the range of 1488.0~1998.1m
【技术实现步骤摘要】
一种基于琼脂的掺氮多孔碳材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及超级电容器
，具体涉及一种基于琼脂的掺氮多孔碳材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭和人类赖以生存的环境污染的更加严重，人类迫切需要一种绿色的动力能源。超级电容器，是一类介于二次电池和物理电容器之间的绿色新型的储能器件。超级电容器具有充放电时间快、循环寿命长、温度特性好、功率密度高等特点，被应用于移动通讯、电动汽车、航空航天和国防科技等领域。超级电容器的电极材料主要包括：金属氧化物、导电聚和碳材料。由于碳材料的价格低廉、比表面积高、导电性好等优势，通过掺氮可以很大程度上提高超级电容器的比电容，也改善材料表面的湿润性，导电性也得到提高，电解液离子扩散阻力降低，因此掺氮多孔碳作为电极材料引起了大家的高度重视。已有研究（ChemicalEngineeringJournal320(2017)634-643）表明，以琼脂作为碳源的多孔碳，是一种良好的电极材料，但是仍然存在材料比表面积小（638~1441m2/g），比电容低（5mV/s时比电容为253.1F/g）等技术问题。因此，如何获得...
【技术保护点】
一种基于琼脂的掺氮多孔碳材料，其特征在于：由琼脂、三聚氰胺、硝酸铁和表面活性剂F127，通过水浴低温加热合成含氮凝胶，然后冷冻干燥，氮气氛围碳化，再与碱均匀混合经活化处理后，进行洗涤，干燥而得。
【技术特征摘要】
1.一种基于琼脂的掺氮多孔碳材料，其特征在于：由琼脂、三聚氰胺、硝酸铁和表面活性剂F127，通过水浴低温加热合成含氮凝胶，然后冷冻干燥，氮气氛围碳化，再与碱均匀混合经活化处理后，进行洗涤，干燥而得。2.根据权利要求1所述的掺氮多孔碳材料，其特征在于：所述掺氮多孔碳材料的比表面积范围在1488.0~1998.1m2g-1。3.根据权利要求1所述的基于琼脂的掺氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1）含氮凝胶的制备，将琼脂、三聚氰胺和水按一定质量比搅拌均匀后，加入一定质量的硝酸铁和表面活性剂F127，剧烈搅拌，在一定条件下加热后冷却至室温，得到的含氮凝胶；步骤2）含氮凝胶的干燥，将上述步骤1）得到的含氮凝胶在一定条件下进行冷冻干燥，得到含氮干凝胶；步骤3）含氮干凝胶的碳化，将上述步骤2）的含氮干凝胶在一定条件下进行碳化，得到介孔碳；步骤4）介孔碳的活化，将上述步骤3）得到介孔碳与碱按一定质量比混合均匀后，在一定条件下进行活化，用浓度为10~20wt%的稀盐酸洗涤，水洗，过滤，干燥后，得到的掺氮多孔碳材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1）所述琼脂、三聚氰胺与水的质量比为5：（0~3）：（25~75），所述硝酸铁、表面活性剂F127与琼脂的质量比为（0.05~0.5）：（1~5）：5。...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立贤，陆常建，徐芬，王飞飞，印世露，夏永鹏，张晨晨，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45
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