一种利用甘蔗渣制备高压水系超级电容器电极材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用甘蔗渣制备高压水系超级电容器电极材料的方法。以废弃物甘蔗渣为碳源、ZnCl2为活化剂，采用高温碳化一步法，制备掺杂多原子的多孔碳材料。此类孔状结构使掺杂的碳材料具有双层电容的特征，其本身较大的比表面积，有利于电解液浸润和载流子在电极材料内部传输和迁移，提高此碳基材料的电化学性能。本发明专利技术中，以此碳材料为电极材料进行组装测试，得到的对称性超级电容器，在水系电解液硫酸钠（Na2SO4）中，低电流密度下仍能达到1.8V的超高电压窗口。此外,本发明专利技术方法选择了废弃甘蔗渣为原料，不仅有利于解决能源短缺问题，还能有效的降低了电极材料成本；制作流程简单，原料及产物环保，无毒性，易于控制及规模化。

A Method of Preparing Electrode Material for High Voltage Water Supercapacitor Using Bagasse

The invention discloses a method for preparing electrode material of high-voltage water system supercapacitor by using bagasse. Using waste bagasse as carbon source and ZnCl2 as activator, porous carbon materials doped with multi-atoms were prepared by one-step carbonization at high temperature. The porous structure makes the doped carbon material have the characteristics of double-layer capacitance. Its larger specific surface area is beneficial to the infiltration of electrolyte and the transport and migration of carrier electrons in the electrode material, thus improving the electrochemical performance of the carbon-based material. In the present invention, the symmetrical supercapacitor obtained by assembling and testing the carbon material as the electrode material can still reach 1.8V ultra-high voltage window at low current density in the aqueous electrolyte sodium sulfate (Na2SO4). In addition, the method of the invention chooses waste bagasse as raw material, which is not only conducive to solving the problem of energy shortage, but also can effectively reduce the cost of electrode material; the production process is simple, raw materials and products are environmental friendly, non-toxic, easy to control and scale.

【技术实现步骤摘要】
一种利用甘蔗渣制备高压水系超级电容器电极材料的方法
本专利技术属于新型能源环保材料领域，具体涉及一种利用甘蔗渣制备高压水系超级电容器电极材料的方法。本方法以甘蔗渣为碳源、采用高温炭化，制备具有超高电压窗口的水系超级电容器电极材料的方法。本专利技术具有制备过程简单，原料易取，产量大，所得的多孔碳材料具有双层电容的特点，此双层电容材料作为超级电容器材料相比于其他的储能材料（如铅酸电池、锂电池、钠电池等），兼具高能量密度和功率密度的同时，具有优异的循环使用寿命，且较其他金属氧化物、硫化物等电极材料危害性小、使用安全，具有更高的实用价值和可行性。
技术介绍
甘蔗渣作为工业、生活废弃物，每年产量巨大，甘蔗渣作为燃料直接处理产生大量二氧化碳、环境污染，不能充分利用资源，因此研究开发甘蔗渣作为其他工业的原/辅材料是提高其附加值和利用效率的有效途径。所以，以甘蔗渣为生物质基碳材料，在能源储存上有着广阔的发展空间，此类碳材料具有大的比表面积、好的抗腐蚀性、化学稳定性和热稳定性、良好的导电性，能够为电极材料提供优异的电化学性能保障。多孔碳材料具有双层电容特性，不仅能够在极化电解液时为离子提供大的比表面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用甘蔗渣制备高压水系超级电容器电极材料的方法，其特征在于具体步骤为：（1）将甘蔗渣粉碎至细颗粒，过200目滤网，放置于鼓风干燥箱，80 ℃条件下干燥，直至达到恒定重量，制得甘蔗渣粉，待用；（2）取步骤（1）制备的甘蔗渣粉与ZnCl2混合，并加入蒸馏水搅拌均匀，所得混合物在110 ℃下进行干燥；（3）使用管式炉，在氩气保护下，将步骤（2）干燥后的样品在800 ℃下热处理2 h，升温速率为2 ℃/min，最后自然冷却至室温，得到黑色产物；（4）用0.5 M HCl将产物进行清洗，去除Zn

【技术特征摘要】
1.一种利用甘蔗渣制备高压水系超级电容器电极材料的方法，其特征在于具体步骤为：（1）将甘蔗渣粉碎至细颗粒，过200目滤网，放置于鼓风干燥箱，80℃条件下干燥，直至达到恒定重量，制得甘蔗渣粉，待用；（2）取步骤（1）制备的甘蔗渣粉与ZnCl2混合，并加入蒸馏水搅拌均匀，所得混合物在110℃下进行干燥；（3）使用管式炉，在氩气保护下，将步骤（2）干燥后的样品在800℃下热处理2h，升温速率为2℃/min，最后自然冷却至室温，得到黑色...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊新，李良烁，庞树花，李文斌，彭嘉启，周健良，陈瑞华，班秋丽，秦琳，覃爱苗，方东，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45