一种棉花衍生多孔碳电极材料及其合成方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种棉花衍生多孔碳电极材料及其合成方法与应用，涉及纳米电极材料领域。其是以棉花作为碳源；然后以硝酸钴作为钴源，经过水热反应，利用原位生长的方法，在生物质颗粒表面附着氧化钴颗粒，得到复合物；最后将所得到的复合物经过一步碳化活化，从而获得一种棉花衍生多孔碳电极材料。本发明专利技术的合成方法简单，所得产物形貌均匀、比表面积大，结合了生物质材料大比表面积和分层多孔结构的优势，且引入了杂原子形成赝电容，使它作为超级电容器的电极材料时具有更好的电化学性能和电化学稳定性，适用于在能量转换和存储方面的应用。

A cotton derived porous carbon electrode material and its synthesis and Application

【技术实现步骤摘要】
一种棉花衍生多孔碳电极材料及其合成方法与应用
本专利技术属于纳米电极材料领域，具体涉及一种棉花衍生多孔碳电极材料及其合成方法与应用。
技术介绍
Co3O4作为具有代表性的超级电容器的电极材料引起了人们的极大研究兴趣，被认为是RuO2的最佳替代材料。然而，由于Co3O4的宽禁带半导体性质，表现为反应动力学缓慢、电导率低和容易自聚，导致其电容性能不理想。研究表明，构建有利于电子传输的通路和将过渡金属氧化物(TMO)活性材料裁剪成不同的功能化结构和是促进储能器件性能提升的两个主要途径。以Co3O4为例，一方面，引入高导电性碳材料(碳纤维、碳纳米管和石墨烯等)组分可制备具有增强导电性的Co3O4-C复合材料，但Co3O4的高比电容性能因团聚导致的表面化学反应迟缓而无法有效释放，比电容提升幅度有限。另一方面，通过复制棉花、高粱秆、香蕉皮、蝴蝶翅等天然物种的细微结构，人们设计了具有特殊形貌的Co3O4纳米材料。虽然所得材料表现出比块体Co3O4本身高出数倍的赝电容，但导电性不足导致其电荷传输受阻。棉花是一种常见的经济作物，主要由纤维素组成，广泛用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种棉花衍生多孔碳电极材料的合成方法，其特性在于，包括以下步骤：/n以棉花作为碳源，经过预碳化处理，得到多孔碳材料；/n然后以硝酸钴作为钴源，以所述多孔碳材料为载体，经过水热反应，在所述多孔碳材料表面原位生长氧化钴颗粒，得到复合物；/n对所述复合物碳化处理，获得棉花衍生多孔碳电极材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种棉花衍生多孔碳电极材料的合成方法，其特性在于，包括以下步骤：
以棉花作为碳源，经过预碳化处理，得到多孔碳材料；
然后以硝酸钴作为钴源，以所述多孔碳材料为载体，经过水热反应，在所述多孔碳材料表面原位生长氧化钴颗粒，得到复合物；
对所述复合物碳化处理，获得棉花衍生多孔碳电极材料。


2.根据权利要求1所述的棉花衍生多孔碳电极材料的合成方法，其特征在于，预碳化处理步骤包括：
取脱脂后的所述棉花用乙醇水溶液进行超声波清洗，烘干并截成小段，然后预碳化得到所述多孔碳材料。


3.根据权利要求2所述的棉花衍生多孔碳电极材料的合成方法，其特征在于，预碳化的温度为250～350℃，预碳化的时间为25～35min。


4.根据权利要求1所述的棉花衍生多孔碳电极材料的合成方法，其特征在于，水热反应步骤包括：
取预碳化后的所述多孔碳材料浸泡在硝酸钴溶液中，浸润后，将固液混合物置于高压反应器中，进行水热反应，得到反应产物；
将所述反应产物过滤，过滤得到的沉淀物经清洗和干燥后，得到所述复合物。


5.根据权利要求4所述的棉花...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙东亚，陈荣强，何丽雯，黄劲勋，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35