一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用技术

本申请属于电极复合材料技术领域，具体涉及一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用。本申请所提供的制备方法，包括：a)将烘干的生物质材料和活化剂在第一溶剂中溶解，然后于60℃～80℃下烘干，得第一材料；b)在惰性气氛和/或还原气氛下，将步骤a)的第一材料依次进行第一阶段燃烧和第二阶段燃烧，得到高温碳化产物；c)将步骤b)的高温碳化产物进行研磨，然后依次采用盐酸和第一溶剂依次循环洗涤，再于60℃～80℃下干燥。因而，本申请制备方法步骤简化，利用生物质材料自身具有氮、硫杂原子的优点，一步合成具有较优电化学性能的用于制备锂离子电池或钠离子电池负极的硫、氮自掺杂多孔碳复合材料。

Porous carbon composite material and preparation method and application thereof

The application belongs to the technical field of electrode composite materials, in particular to a porous carbon composite material, a preparation method and application thereof. The preparation method provided in the present application includes: a) dissolving the dried biomass material and the activator in the first solvent, then drying at 60 to 80 degrees Celsius to obtain the first material; b) burning the first material in the first stage and the second stage successively in an inert atmosphere and/or a reducing atmosphere to obtain a high temperature. Carbonized products; c) Carbonized products of step b) were ground, then washed with hydrochloric acid and the first solvent in turn, and then dried at 60 ~80 ~C. Therefore, the preparation procedure of the present application is simplified, and the sulfur and nitrogen self-doped porous carbon composites with better electrochemical properties for lithium ion batteries or sodium ion batteries anodes are synthesized in one step by utilizing the advantages of biomass materials with nitrogen and sulfur heteroatoms.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于电极复合材料
，具体涉及一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
在碳材料中掺杂杂原子能够提高碳材料应用于锂离子电池或钠离子电池的各种电化学性能，如循环稳定性、实际比容量和倍率性能等，近年来成为了科学家们研究的热点。相关研究表明，氮、硫掺杂能增大碳层间距，有助于锂离子或钠离子扩散。吡啶氮、吡咯氮等结构及-C-S-C-、-C-SOX-C-等共价键的形成增加了碳材料氧化还原的活性位点，提高了其离子导电率，使碳材料的储钠或储锂能力有着显著的提高(EnergyStorageMaterials,2018,13,134-141；NanoEnergy,2016,19,165-175；MaterialstodayEnergy,2018,8,37-44)。然而，目前氮、硫掺杂的碳材料制备存在多种问题。专利CN103730638A中公开了一种采用鸡蛋清制备氮掺杂多孔碳材料的制备方法，由此得到的多孔碳材料中仅掺杂氮原子，无三维结构，不利于离子的扩散。在专利CN106744947A中，利用粳米与硫脲共混，高温高压处理后，获得硫氮共掺杂的碳材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：a)将烘干的生物质材料和活化剂在去离子水中溶解，然后于60℃～80℃下烘干，得第一材料；b)在惰性气氛和/或还原气氛下，将步骤a)的第一材料依次进行第一阶段燃烧和第二阶段燃烧，得到高温碳化产物；c)将步骤b)的高温碳化产物进行研磨，然后依次采用酸溶液和去离子水依次循环洗涤，再于60℃～80℃下干燥；其中，所述第一燃烧阶段的燃烧温度为250℃～400℃，燃烧时间为1h～6h，升温速率为5℃/min～10℃/min；所述第二阶段的燃烧温度为600℃～900℃，燃烧时间为1h～6h，升温速率为5℃/min～10℃/min。

【技术特征摘要】
1.一种多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：a)将烘干的生物质材料和活化剂在去离子水中溶解，然后于60℃～80℃下烘干，得第一材料；b)在惰性气氛和/或还原气氛下，将步骤a)的第一材料依次进行第一阶段燃烧和第二阶段燃烧，得到高温碳化产物；c)将步骤b)的高温碳化产物进行研磨，然后依次采用酸溶液和去离子水依次循环洗涤，再于60℃～80℃下干燥；其中，所述第一燃烧阶段的燃烧温度为250℃～400℃，燃烧时间为1h～6h，升温速率为5℃/min～10℃/min；所述第二阶段的燃烧温度为600℃～900℃，燃烧时间为1h～6h，升温速率为5℃/min～10℃/min。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质材料和活化剂的质量比为3:1～3:2；所述活化剂的浓度为0.1-2mol/L；所述酸溶液的浓度为0.5mol/L～3mol/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活化剂选自氢氧化钾和/或氢氧化钠的水溶液；所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯琪，钟国彬，王超，熊嘉雯，杨成浩，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44