一种半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于功能材料技术领域，公开了一种半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法及应用。所述半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法如下：将半纤维素均匀分散于去离子水中，进行水热反应。冷却后真空抽滤分离出固体样品，用水和乙醇清洗数次后干燥，得到水热碳微球。将上述碳微球置于管式炉中，在N2氛围下进行预碳化。预碳化结束后，取适量预碳化样品与K2FeO4以一定比例在去离子水中混合，烘干后置于管式炉内，在N2氛围下活化处理。随后用HCl和去离子水清洗至中性，烘干，即得石墨化多孔碳微球。通过本发明专利技术制备的半纤维素多孔碳微球石墨化程度高，形貌完整，用作超级电容器的电极材料表现出优异的比电容量和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法及应用
本专利技术属于功能材料
，具体涉及一种半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法及应用。
技术介绍
超级电容器具有高功率密度、快速的充放电能力、安全性高及寿命长等众多优势，是一种理想的能源储存器件。作为超级电容器的重要组件，电极材料的性质将在很大程度上决定整个器件的电化学性能。多孔碳微球因其特殊的物理形貌、稳定的化学性质及丰富的孔隙结构，在作为电极材料时展现出明显的性能优势。规则的球形表面不仅可以保证电极材料与电解液的充分接触，还可以缩短电解质离子的运输距离。此外，球体上所富含的相互连通的多级孔结构在提高较大比表面积的同时，还可为离子提供丰富的运输路径，减少离子传输阻力，有利于提高电容器的电化学性质。传统的多孔碳微球大多以沥青、煤、酚醛树脂、苯乙烯、乙炔等化工原料为碳源，通过热缩聚、电弧放电法、模板法、化学气相沉淀等方法制备而得。不论是从原料的可持续性，还是制备工艺的经济性及环境友好型角度考虑，以上都不是最好的选择。因此，迫切需要开发一种绿色、经济、高效且可持续的途径来制备多孔碳微球。近年来，人们对多孔碳微球的研究视角逐步转移到以廉价易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作为超级电容器的电极材料的半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准确称量半纤维素加入到去离子水中均匀分散，将此分散液转移至聚四氟乙烯反应釜中，水热反应一段时间，冷却后真空抽滤分离出固体样品，用水和乙醇清洗数次后置于真空干燥箱中干燥，得到水热碳微球；2)将1)制备的碳微球置于管式炉中，在氮气氛围下逐步加热到一定温度进行预碳化，随后进行保温处理；3)取适量的2)得到的预碳化样品与K2FeO4以一定的质量比在去离子水中混合，烘干后置于管式炉中，在氮气氛围下逐步升温至一定温度，活化处理；4)将3)所得样品先后用HCl溶液和去离子水清洗至中性，烘干，即得石墨化多孔碳...

【技术特征摘要】
1.一种作为超级电容器的电极材料的半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准确称量半纤维素加入到去离子水中均匀分散，将此分散液转移至聚四氟乙烯反应釜中，水热反应一段时间，冷却后真空抽滤分离出固体样品，用水和乙醇清洗数次后置于真空干燥箱中干燥，得到水热碳微球；2)将1)制备的碳微球置于管式炉中，在氮气氛围下逐步加热到一定温度进行预碳化，随后进行保温处理；3)取适量的2)得到的预碳化样品与K2FeO4以一定的质量比在去离子水中混合，烘干后置于管式炉中，在氮气氛围下逐步升温至一定温度，活化处理；4)将3)所得样品先后用HCl溶液和去离子水清洗至中性，烘干，即得石墨化多孔碳微球。2.根据权利要求1所述的具有完整形貌又富含多孔结构的半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法，其特征在于，步骤1)中半纤维素质量(g)与去离子水的体积(mL)比为1：(9～12)(g/mL)。3.根据权利要求1所述的具有完整形貌又富含多孔结构的半纤维素基石墨化多孔碳微球的制备方法，其特征在于，步骤1)中水热反应的反应温度和反应时间分别为(160～19...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙润仓，王西鸾，李凤凤，袁同琦，曹学飞，方巍，王圆圆，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11