氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料及其制备方法，属于新型储能材料技术领域。本发明专利技术的复合材料以多种过渡金属氧化物盐为前驱体，在氮掺杂微介孔碳的三维网络结构中原位高温热分解生长超小过渡金属氧化物纳米颗粒得到。本发明专利技术所制得的氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料充分利用了氮掺杂微介孔碳的尺寸优势，使得所制备的复合材料拥有更高的比表面积和更复杂的微观孔道结构，从而为电解液离子的传输和储存提供了路径和空间。同时，超小过渡金属氧化物纳米颗粒的成功负载给电解液离子的高效吸附带来了可能，进而使电化学储能性能得到了大幅度提升。

【技术实现步骤摘要】
氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料及其制备方法
本专利技术涉及氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料及其制备方法，属于新型储能材料

技术介绍
作为常见的一类储能器件，超级电容器具有高功率密度、高容量、高循环寿命等优点，已被广泛应用在日常生产和生活中。但相较于电池储能技术，超级电容器低功率密度的特性大大降低了它作为无间隙、长时间供能电源的可能性。为了克服这一难题，科学家们对超级电容器的电解质和电极材料这两部件进行了双重调控，以期能扩大超级电容器器件的电势窗口，从而提升整体器件的功率密度。目前，常用的超级电容器电解质主要为水系电解质(例如：硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液等)，但是因为水分子在高压下易裂解，使得水系电解质基超级电容器无法在过高的电势窗口下工作，进而大大限制了它们的能量密度。作为水系电解液的替代物，有机电解质和离子液体电解液因其优异的化学稳定性逐渐成为下一代高性能超级电容器的标配。以离子液体电解质为例，离子液体过于稳定的化学性质也给电极材料提出了更高的要求。为使电解液与电极之间的相互作用达到最佳状态，往往需要在电极材料表面引入强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)取蔗糖、氯化锌和硫酸溶于水，混合上述物质并进行聚合反应制备聚多糖/氯化锌复合物；/n(2)在惰性气体保护的氛围下，对步骤(1)制备的聚多糖/氯化锌复合物进行热处理，得到含锌基化合物的微介孔碳；/n(3)将步骤(2)所得含锌基化合物的微介孔碳进行酸洗，得到微介孔碳；/n(4)将步骤(3)得到的微介孔碳与尿素混合，并在惰性气体的保护下进行热处理，得到氮掺杂微介孔碳；/n(5)将过渡金属氧化物盐溶解在乙醇中，搅拌得到过渡金属氧化物盐/乙醇溶液；/n(6)将步骤(5)得到的过渡金属氧化物盐/乙醇溶液滴加到步骤...

【技术特征摘要】
1.一种制备氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取蔗糖、氯化锌和硫酸溶于水，混合上述物质并进行聚合反应制备聚多糖/氯化锌复合物；
(2)在惰性气体保护的氛围下，对步骤(1)制备的聚多糖/氯化锌复合物进行热处理，得到含锌基化合物的微介孔碳；
(3)将步骤(2)所得含锌基化合物的微介孔碳进行酸洗，得到微介孔碳；
(4)将步骤(3)得到的微介孔碳与尿素混合，并在惰性气体的保护下进行热处理，得到氮掺杂微介孔碳；
(5)将过渡金属氧化物盐溶解在乙醇中，搅拌得到过渡金属氧化物盐/乙醇溶液；
(6)将步骤(5)得到的过渡金属氧化物盐/乙醇溶液滴加到步骤(4)得到的氮掺杂微介孔碳上，干燥后进行热解将过渡金属氧化物纳米颗粒附着到氮掺杂微介孔碳的表面，得到氮掺杂微介孔碳/过渡金属氧化物复合材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚合反应的具体条件为：混合溶液先在100℃下反应4～6h，反应结束后继续在160℃下反应4～6h。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的热处理的参数为：升温速...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天西，赖飞立，楚凯斌，秦静静，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32