氮掺杂碳材料的制备方法及氮掺杂碳材料及其制备得到的锂离子电容器技术

一种氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：(1)以木质素为碳源，三聚氰胺为氮源，醛为添加剂，在碱性条件下合成氮掺杂木质素树脂前驱体；(2)将步骤(1)中得到的氮掺杂木质素树脂前驱体经加热加压处理得到预处理树脂前驱体；(3)将步骤(2)中得到的预处理树脂前驱体在催化剂的作用下经热解处理得到粉末状颗粒，再酸洗烘干得到氮掺杂碳材料。利用本发明专利技术的制备方法获得的氮掺杂碳材料制备得到的锂离子电容器的电化学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
氮掺杂碳材料的制备方法及氮掺杂碳材料及其制备得到的锂离子电容器
本专利技术属于碳材料领域，尤其涉及一种含掺杂元素的碳材料及其制备方法、应用。
技术介绍
电化学储能材料是电化学储能器件发展及性能提高的关键因素。碳材料在各种电化学储能体系中起着十分重要的作用。目前，在锂离子电池和锂离子电容器中，商业化应用的负极材料主要是石墨化碳材料。但是，传统的石墨化碳材料逐渐难以满足人们对高容量、高倍率性能的需求。与石墨相比，无定型结构的碳具有无规则的排序结构，碳层间距约为0.37～0.38nm，这种结构有利于锂离子的嵌入而不引起结构的明显膨胀，具有良好的倍率性能，此外，无定型结构的碳材料的理论比容量为500～700mAh/g，高于石墨类材料。因此，无定型结构的碳材料具有巨大的应用潜力。但是，无定型碳材料存在着电导率低的缺点。氮掺杂是一种可以改变碳材料能带结构、大大提高碳材料的离子和电子扩散、提高材料电导率的方法。同时，催化热解可以提高碳材料中sp2杂化碳原子的相对含量，从而提高材料的电导率。木质素是一种天然高分子化合物，广泛存在于植物体内。它具有含量高(仅次于纤维素)，含碳量高，成本低以及可再生等特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以木质素为碳源，三聚氰胺为氮源，醛为添加剂，在碱性条件下合成氮掺杂木质素树脂前驱体；(2)将步骤(1)中得到的氮掺杂木质素树脂前驱体经加热加压处理得到预处理树脂前驱体；(3)将步骤(2)中得到的预处理树脂前驱体在催化剂的作用下经热解处理得到粉末状颗粒，再酸洗烘干得到氮掺杂碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以木质素为碳源，三聚氰胺为氮源，醛为添加剂，在碱性条件下合成氮掺杂木质素树脂前驱体；(2)将步骤(1)中得到的氮掺杂木质素树脂前驱体经加热加压处理得到预处理树脂前驱体；(3)将步骤(2)中得到的预处理树脂前驱体在催化剂的作用下经热解处理得到粉末状颗粒，再酸洗烘干得到氮掺杂碳材料。2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺的加入质量为碳源、氮源与添加剂总质量的5～50％。3.根据权利要求1所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述醛为甲醛，所述甲醛的加入质量为碳源、氮源与添加剂总质量的2～10％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中合成氮掺杂木质素树脂前驱体的条件为：pH为9～13，合成温度为60～120℃，合成时间为2～6h。5.根据权利要求1所述的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中加热加压处理的条件为：加热温度为150～300℃，压力为10～70MPa，处...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华军，杨哲伟，王志兴，李新海，王接喜，彭文杰，胡启阳，崔立志，李飞飞，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43