The invention discloses a method for preparing nitrogen-doped porous carbon material and its application. The preparation steps include: step 1: adding glucose and nitrogen-containing compounds into deionized water, stirring uniformly, putting them into a high-pressure reactor to carbonize at a certain temperature and time, then filtering, washing and drying to obtain nitrogen-containing precursors; step 2: adding nitrogen-containing precursors and basic inorganic materials; Nitrogen-doped porous carbon materials were obtained by mixing, drying, calcination and activation. Step 3: Nitrogen-doped porous carbon materials were obtained by washing, filtering, drying and grinding. The specific surface area of the materials ranged from 1343 to 1947 M.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用
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方法及其应用。
技术介绍
超级电容器作为一种新型高效储能装置,其具有功率密度高、循环寿命长、充放电效率高、免维护、节能环保等等一系列优点,迅速在电动汽车、电力、铁路、消费性电子产品等众多领域得到应用。其中电极材料是超级电容器的重要组成部分,主要包括:碳基材料、金属氧化物(例如MnO2,NiO)和导电聚合物。碳电极材料具有优异的电性能,良好的物理化学稳定性,高的比表面积等优点,其中碳基材料中的多孔碳材料是当前应用最广泛的一类电极材料,由于具有良好的物理化学性能,如比表面积大、孔隙结构可控、化学性质稳定、高导热、高电导率和原料丰富等特点。针对于纯碳材料,在多孔碳材料中引入杂原子如氮原子,能够提高材料表面的润湿性和稳定性,同时,可以与电解液发生可逆的氧化还原反应从而提供赝电容。因此,氮掺杂多孔碳具有高的比表面积、丰富的孔隙结构和大量的表面含氮官能团,从而赋予该材料独特的机械、电子、储能等性质,使其广泛用于超级电容器的电极材料。然而,以纯碳材料为基础的超级电容器碳化合物具有较低的比电容和能量密度(5-8WHKg-1),限制了它们的实际应用。为了进一步满足现代超级电容器快速增长的能源需求。研究表明【JournalofColloidandInterfaceScience523(2018)133–143】,氮和氧掺杂等杂原子可以通过裁剪材料的电子施主特性和引入伪电容来大大改善电极性能。综上所述,开发高比表面积氮掺杂多孔碳材料的同时对其孔径结构分布进行合理控制是提高超 ...
【技术保护点】
1.一种氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于:由葡萄糖与含氮化合物按一定质量比经水热反应,采用碱性无机物煅烧活化制备而成,多孔碳材料的比表面积为1343‑1947 m2g‑1,孔径分布为1‑2nm;其制备过程包括如下步骤:步骤1:将葡萄糖与含氮化合物按一定质量比加入到一定量的去离子水中,搅拌均匀后放入高压反应釜中,在一定温度和时间下水热反应,再过滤、洗涤、干燥得到含氮前驱体;步骤2:将步骤1所得含氮前驱体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,然后放进气氛炉中在氮气保护下,以一定条件下煅烧活化得到氮掺杂改性的多孔碳材料粗产物;步骤3:将步骤2所得多孔碳材料产物用1M盐酸溶液浸泡,经过洗涤、过滤、烘干、研磨得到多孔碳材料。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于:由葡萄糖与含氮化合物按一定质量比经水热反应,采用碱性无机物煅烧活化制备而成,多孔碳材料的比表面积为1343-1947m2g-1,孔径分布为1-2nm;其制备过程包括如下步骤:步骤1:将葡萄糖与含氮化合物按一定质量比加入到一定量的去离子水中,搅拌均匀后放入高压反应釜中,在一定温度和时间下水热反应,再过滤、洗涤、干燥得到含氮前驱体;步骤2:将步骤1所得含氮前驱体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,然后放进气氛炉中在氮气保护下,以一定条件下煅烧活化得到氮掺杂改性的多孔碳材料粗产物;步骤3:将步骤2所得多孔碳材料产物用1M盐酸溶液浸泡,经过洗涤、过滤、烘干、研磨得到多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于:步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱归胜,洪先永,徐华蕊,赵昀云,张秀云,颜东亮,
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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