锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料及其低温共融溶剂活化生物质废弃物高效的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料及其低温共融溶剂活化生物质废弃物高效的制备方法。该方法包括：将含氮化合物、氯化物和活性添加剂混匀，加热，得到低温共融溶剂，将粉碎后的生物质废弃物加入低温共融溶剂中，混匀，得到前驱体；在保护气氛下将前驱体煅烧，研磨，得到煅烧后的产物，洗涤，干燥，得到锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料。本发明专利技术采用低温共融溶剂代替传统的固体活化剂，通过直接与生物质废弃物均相混合完成前驱体的制备，减少了前驱体的制备的时间和能耗。所述氮掺杂多孔炭材料具有较大的比表面积和优异的电化学性能。该方法具有产率高、成本低、工艺简单、可控、环保高效，具有良好的工业化应用前景。

Nitrogen doped porous carbon material for Li-ion capacitor and its efficient preparation method of biomass waste activated by low temperature co melting solvent

【技术实现步骤摘要】
锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料及其低温共融溶剂活化生物质废弃物高效的制备方法
本专利技术炭材料制备领域，具体涉及一种锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料及其低温共融溶剂活化生物质废弃物高效的制备方法。
技术介绍
作为现代工业与制造业不可或缺的原材料之一，炭材料具有良好的化学稳定性，结构可塑性以及电导性等一系列的优点，广泛应用于储能、环保以及催化领域。随着技术的发展，具有更优良性能的杂原子(如B、N、P或O等)掺杂炭材料则受到业界的关注，其中氮掺杂炭材料则是当下杂原子掺杂炭材料主要研究焦点之一。M.Zhang等以含氮壳聚糖为原材料，以醋酸镁和醋酸钾活化剂，采用一锅法制得多孔的氮掺杂碳材料(Carbon,140,2018,237-248.)，该材料作为锂离子电容器电极材料展现出了优异的性能。Y.W.Ma等以氮含量较高的蚕丝作为原材料，采用一锅法以KCl为活化剂，将蚕丝于KCl浸渍混合后于氩气环境中热解碳化，从而制得蜂窝状的氮掺杂碳材料(Electrochim.Acta.2016,215,223)，该材料氮含量较高(高达4.7％)，作为非金属的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温共融溶剂活化生物质废弃物高效制备锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）将含氮化合物、氯化物和活性添加剂混合均匀，加热处理，得到低温共融溶剂，保持温度不变，将粉碎后的生物质废弃物加入所述低温共融溶剂中，混合均匀，冷却至室温，得到前驱体；/n（2）在保护气氛下将步骤（1）所述前驱体升温进行煅烧处理，研磨成粉，得到煅烧后的产物，洗涤，干燥，得到所述锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种低温共融溶剂活化生物质废弃物高效制备锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将含氮化合物、氯化物和活性添加剂混合均匀，加热处理，得到低温共融溶剂，保持温度不变，将粉碎后的生物质废弃物加入所述低温共融溶剂中，混合均匀，冷却至室温，得到前驱体；
（2）在保护气氛下将步骤（1）所述前驱体升温进行煅烧处理，研磨成粉，得到煅烧后的产物，洗涤，干燥，得到所述锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料。


2.根据权利要求1所述的低温共融溶剂活化生物质废弃物高效制备锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料方法，其特征在于，步骤（1）所述含氮化合物为尿素及硫脲中的一种或这两者的混合物。


3.根据权利要求1所述的低温共融溶剂活化生物质废弃物高效制备锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料方法，其特征在于，步骤（1）所述氯化物为ZnCl2及MgCl2中的一种或这两者的混合物。


4.根据权利要求1所述的低温共融溶剂活化生物质废弃物高效制备锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料方法，其特征在于，步骤（1）所述活性添加剂为KCl及NaCl中的一种或这两者的混合物。


5.根据权利要求1所述的低温共融溶剂活化生物质废弃物高效制备锂离子电容器用的氮掺杂多孔炭材料方法，其特征在于，步骤（1）所述生物质废弃物为茎杆、蔗渣、木屑、椰壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓远富，邹凯翔，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44