The invention discloses a nitrogen-doped porous carbon material, which is prepared by carbonization of Ginkgo biloba leaves at low temperature, calcination and activation of nitrogen-containing compounds and alkaline inorganic substances. The specific surface area of the material ranges from 888 to 1132 m2g_1, and the pore size distribution is uniform, and the distribution range is 1.20 to 2.13 nm. The preparation method comprises the following steps: 1) carbonizing the Ginkgo biloba leaves at low temperature to obtain carbon precursors; 2) activating the carbon precursors; 3) post-treatment of nitrogen-doped carbon materials. As an electrode material for supercapacitors, the specific capacitance ranges from 254 to 356 Fg_1 when the current density is 1A g_1. The invention selects the ginkgo leaf as carbon source, improves the comprehensive utilization ratio of the ginkgo leaf resources, obtains high added value products, and has good electrochemical performance.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂多孔碳材料的制备及其应用
本专利技术涉及多孔材料
,具体涉及一种氮掺杂多孔碳材料的制备及应用。
技术介绍
电化学超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,因具有高比功率和长寿命等突出优点,近年来已成为电化学储能领域的研究热点。碳材料是一种双电层电容器的电极材料,由于其比表面积大,物理化学性能稳定,成本低等条件被广大研究者所关注。活性炭、模板碳、碳纳米管、碳气凝胶、有序介孔碳都成为超级电容器的电极材料,并且通过调控碳材料的比表面积、导电性、孔径的长度和分布以及微观形貌等因素来控制材料的电容性能。生物质炭是以废弃生物质为原料制备多孔碳,可有效减少生活垃圾和废弃物直接燃烧处理所排放的二氧化碳,同时获得高附加值的多孔碳产品,是一种变废为宝、固碳减排和生物质资源化的方法。以树叶废弃物为原材料制备多孔碳材料是将废弃物循环利用的有效方法之一。而且,生物质碳材料利用其大比表面积的物理特性,可获得较好的双电层电容性能。在现有技术中,生物质炭做为超级电容器的电极材料逐渐成为热点,中国专利CN106683899A公开了一种以广玉兰树叶制备超级电容器电极材料的方法,它是以广玉兰树叶为原料,经水洗、烘干、酸浸、炭化、酸洗、烘干处理得到。制得的活性炭比表面积高达2534m2g-1,在0.5Ag-的放电电流下其比容量达110Fg-1。该方法虽然实现了广玉兰树叶的收集利用,避免了焚烧处理带来的污染,实现了资源的有效利用,但是所制备的多孔炭材料比电容较低。考虑银杏叶具有独特的多层结构,采用水热处理和KOH活化工艺,可以制备出具有丰富微/中孔的相互连接的碳纳 ...
【技术保护点】
1. 一种氮掺杂多孔碳材料,其特征在于:由银杏叶经低温碳化处理后与含氮化合物和碱性无机物混合煅烧活化制备而成,所得氮掺杂多孔碳材料比表面积范围在888~1132 m2g‑1,孔径分布均一,分布范围为1.20~2.13nm。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂多孔碳材料,其特征在于:由银杏叶经低温碳化处理后与含氮化合物和碱性无机物混合煅烧活化制备而成,所得氮掺杂多孔碳材料比表面积范围在888~1132m2g-1,孔径分布均一,分布范围为1.20~2.13nm。2.根据权利要求1所述氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤步骤1)将银杏叶洗净、剪成碎片、烘干,置于管式炉中在一定条件下低温碳化,得到碳前驱体;步骤2)将步骤1)所得碳前驱体与含氮化合物和碱性无机物按一定质量比混合,在去离子水中浸泡后,烘干后放进管式炉中在氮气气氛保护下,以一定条件煅烧活化得到氮掺杂多孔碳材料;步骤3)将上述产物用盐酸溶液浸泡,经过洗涤、过滤、烘干、研磨得到最终的氮掺杂多孔碳材料...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙立贤,李晶华,徐芬,洪先永,陈沛荣,
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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