The invention provides a preparation method of Nitrogen-Sulfur co-doped carbon material based on hemicellulose, which is characterized by: step 1: remove the yellow peel of grapefruit, cut the remaining parts into pieces, ultrasonic, washing, drying and grinding into powder in deionized water; step 2: mix grapefruit peel powder into KOH solution, extract and filter, adjust pH to neutral, add B to the filtrate. Alcohol is precipitated overnight; step 3: drying the precipitation after centrifugal washing to obtain hemicellulose; step 4: adding hemicellulose and ammonium persulfate into water, impregnating, and then drying to obtain precursor; step 5: calcining the precursor in a tubular furnace at high temperature to obtain hemicellulose-based Nitrogen-Sulfur co-doped carbon materials. The Nitrogen-Sulfur co-doped carbon material based on hemicellulose prepared by the invention has a spongy porous structure, a rough surface, a porous hole and a large specific surface area.
【技术实现步骤摘要】
一种基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法
本专利技术涉及杂原子掺杂碳材料的制备方法,具体为一种基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法,属于材料
技术介绍
随着电动汽车和电子设备的快速发展,对储能设备提出更高的要求,单纯的锂离子电池和传统电容器已无法满足这一需要。超级电容器的储能途径具有两个方面,即双电层储能和赝电容储能,它具有其他储能器件无法比拟的优点,如较高的功率密度和能量密度,快速充放电,循环寿命长,可操作温度范围宽等,已成为能源存储领域重要的组成部分。然而,电极材料对超级电容器的性能起着重要的作用,因此,开发新的、环境友好的和低成本的电极材料是解决迫切生态和社会问题的有效途径。碳材料(多孔活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨烯和碳碳复合材料),过渡金属氧化物及氢氧化物和导电聚合物。其中碳材料作为超级电容器最早应用的材料,具有许多电化学优势。碳材料与其它材料相比具有相对密度低、机械性能高、耐高温、耐酸碱、无毒和易获得等特点,是超级电容器中研究最广泛的一类材料。多孔碳材料具有的高比表面积,在超级电容器电极材料性能方面起了重要的作用,通过在电极和电解液界面之间的电子转移储存双电层能量,具有较高的功率密度,但其能量密度还有待提高。通过一些途径提高碳材料的比表面积,增加及优化孔结构。据报道,氮掺杂不仅可以提高电极的表面活性和电容性,而且由于亲水基团的存在,还可以提高电极的电解质润湿性;硫掺入碳材料基体可以改变碳材料的表面化学活性和电化学性质,因而硫掺杂碳已成为碳材料领域的研究热点之一。此外,N/S双掺杂可以通过协同效应提高碳材料的整体性能。专利技术内 ...
【技术保护点】
1.一种基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法,其特征在于,包括:步骤1:将柚子皮黄色外皮去掉,剩余部分切块,在去离子水中超声,洗涤,干燥,研磨成粉末;步骤2:将柚子皮粉末加入到KOH溶液中搅拌,抽滤,所得滤液调节pH至中性,加入乙醇并进行过夜沉淀;步骤3:将上述沉淀离心洗涤后干燥,得到半纤维素;步骤4:将半纤维素与过硫酸铵加入到水中,浸渍,然后干燥得到前驱体;步骤5:将前驱体置于管式炉中高温煅烧得到基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料。
【技术特征摘要】
1.一种基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法,其特征在于,包括:步骤1:将柚子皮黄色外皮去掉,剩余部分切块,在去离子水中超声,洗涤,干燥,研磨成粉末;步骤2:将柚子皮粉末加入到KOH溶液中搅拌,抽滤,所得滤液调节pH至中性,加入乙醇并进行过夜沉淀;步骤3:将上述沉淀离心洗涤后干燥,得到半纤维素;步骤4:将半纤维素与过硫酸铵加入到水中,浸渍,然后干燥得到前驱体;步骤5:将前驱体置于管式炉中高温煅烧得到基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料。2.如权利要求1所述的基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法,其特征在于,所述的步骤1中的超声时间为15min-30min;所述的步骤1中的干燥温度为100℃-200℃,干燥时间为12h-36h;所述的研磨成粉末的粒径在50目-200目。3.如权利要求1所述的基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法,其特征在于,还包括:步骤6:将得到的基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料研磨后,与乙炔黑和PTFE乳液混合,超声分散,得到电极材料。4.如权利要求3所述的基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料的制备方法,其特征在于,还包括:所述的步骤6中基于半纤维素的氮硫共掺杂碳材料、乙炔...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔺华林,刘业萍,高峰,叶伟林,常哲馨,解麦莹,陈凤飞,赵豆豆,
申请(专利权)人:上海应用技术大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。