一种氮掺杂碳材料及其制备方法和在超级电容器中的应用技术

本发明专利技术涉及一种氮掺杂碳材料及其制备方法和在超级电容器中的应用，该氮掺杂碳材料的制备方法包括：（1）以无水乙醇作为溶剂，加入锌盐、表面活性剂、吡咯、正硅酸乙酯和稀盐酸并混合，得到溶胶，所述锌盐为硝酸锌、和醋酸锌中的至少一种；（2）将所得溶胶静置规定时间后，再经干燥处理，得到凝胶；（3）将所得凝胶在700℃～1100℃下进行热处理后，再经刻蚀和清洗，得到所述氮掺杂碳材料。

A Nitrogen Doped Carbon Material and Its Preparation Method and Application in Supercapacitors

【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳材料及其制备方法和在超级电容器中的应用
本专利技术涉及一种氮掺杂碳材料及其制备方法和在超级电容器中的应用，具体涉及一种利用氧化硅溶胶-凝胶结合金属离子辅助的方法提高碳材料的氮掺杂浓度，属于材料科学

技术介绍
能源短缺、环境污染是当今人类面临的巨大挑战，我们亟需清洁、安全、高效、廉价的新能源来缓解环境和能源问题。超级电容器由于具有功率密度高、响应时间迅速、循环寿命长以及安全等优点被用于新能源汽车以及智能电网等领域，是近年来性能源领域的研究热点。在超级电容器中，碳材料由于具有导电性高、循环寿命长等优点是较为常用的电极材料。石墨烯是一种新型的二维材料，它具有高的电导率，室温下电子迁移率高达2.5×105cm2/(V·S)，理论比表面积高达2630m2/g，这两点使其可能成为性能优异的双电层电容器材料。研究表明，石墨烯作为电极材料时，在水基电解液中的电容性能达到135F/g，在有机电解液中能达到99F/g，在离子液体中能达到75F/g。可见其电容性能并不好。原因在于，实际应用过程中二维的石墨烯片层非常容易聚合，使其比表面积大大减小，导电性能也降低，因此我们需要设计一种具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括：（1）以无水乙醇作为溶剂，加入锌盐、表面活性剂、吡咯、正硅酸乙酯和稀盐酸并混合，得到溶胶，所述锌盐为硝酸锌、和醋酸锌中的至少一种；（2）将所得溶胶静置规定时间后，再经干燥处理，得到凝胶；（3）将所得凝胶在700℃～1100℃下进行热处理后，再经刻蚀和清洗，得到所述氮掺杂碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括：（1）以无水乙醇作为溶剂，加入锌盐、表面活性剂、吡咯、正硅酸乙酯和稀盐酸并混合，得到溶胶，所述锌盐为硝酸锌、和醋酸锌中的至少一种；（2）将所得溶胶静置规定时间后，再经干燥处理，得到凝胶；（3）将所得凝胶在700℃～1100℃下进行热处理后，再经刻蚀和清洗，得到所述氮掺杂碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶中锌盐、表面活性剂、吡咯、正硅酸乙酯和稀盐酸的含量分别为0.001～0.005mol/ml、0.1～0.5g/ml、0.05～0.5ml/ml、0.05～1ml/ml和0.01～0.1ml/ml，优选为0.002mol/ml、0.2g/ml、0.2ml/ml、0.4ml/ml和0.04ml/ml；所述盐酸的浓度为1mol/L。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为P123。4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯和吡咯的质量比为1：（0.2～1）。5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述静置的温度为室温，时间为1～5天，优选为2天；所述干燥处理的温度为30～50℃，时...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富强，林天全，许峰，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31