基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料、制备方法和超级电容器技术

一种基于多壁碳纳米管‑碳化木材混合支架的电极材料，包括碳化木片；碳化木片为杉木片经过碳化和活化后形成，碳化木片上形成有管胞结构，管胞结构的内壁上通过化学气相沉积原位锚固生长有多壁碳纳米管使得在碳化木片上形成有MWCNT‑CW支架，并且通过电化学沉积将Co(OH)

【技术实现步骤摘要】
基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料、制备方法和超级电容器
本专利技术涉及一种超级电容器的电极材料，尤其涉及一种基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料、制备方法和超级电容器。
技术介绍
由于生物质衍生的材料丰富，用途广泛，固有的孔隙率和成本低廉，它们在储能设备的构造中引起了研究人员的极大兴趣。木材中有大量的管胞结构，腔室大小为数十微米，可以碳化以赋予导电性。所得的碳化木支架继承了原始的多孔结构，该结构允许在内部装载活性物质，并使电子能够沿着管胞结构通道快速传输。因此，碳化木是用于储能设备(例如超级电容器)的合适支架。可以将电化学活性物质，例如氢氧化钴、二氧化锰、聚吡咯和聚苯胺进一步引入大孔中以提高比电容。然而，这些活性材料通常与导电支架的整合性较差，这导致在周期性的充电和放电循环期间电容快速衰减，并且在高电流下电容也会大幅下降。活性材料与导电支架的结合以实现有效的电相互作用，对于促进界面处的氧化还原化学作用并从而在存储电荷时实现高电容至关重要。与合成电极相比，先天的孔隙率使碳化木不易进行结构修饰，因此改变每个管胞结构内部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：包括碳化木片；所述碳化木片为杉木片经过碳化和活化后形成，所述碳化木片上形成有管胞结构，所述管胞结构的内壁上通过化学气相沉积原位锚固生长有多壁碳纳米管使得在碳化木片上形成有MWCNT-CW支架，并且通过电化学沉积将Co(OH)

【技术特征摘要】
1.一种基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：包括碳化木片；所述碳化木片为杉木片经过碳化和活化后形成，所述碳化木片上形成有管胞结构，所述管胞结构的内壁上通过化学气相沉积原位锚固生长有多壁碳纳米管使得在碳化木片上形成有MWCNT-CW支架，并且通过电化学沉积将Co(OH)2纳米片包裹在多壁碳纳米管上得到基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料。


2.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：碳化为在250℃的鼓风干燥箱中干燥3-9小时以进行预碳化后将木片放置管炉中在Ar气的保护下加热至1000℃碳化3-9小时。


3.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：所述活化为在750℃下用CO2气体流动气氛中活化8-12小时，所述CO2的流动速度为60-100sccm。


4.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：所述在管胞结构上化学气相沉积原位锚固生长多壁碳纳米管的步骤为：将活化后的碳化木片在80-100℃的0.25mol/L的Ni(NO3)2水溶液中浸泡15min，去除水分后；以H2为还原气，乙烯为碳源，Ar为保护气，在管式炉中进行化学气相沉积，得到化学气相沉积后的片状杉木片，使得在碳化木片的管胞结构上化学气相沉积原位锚固生长有多壁碳纳米管。


5.根据权利要求4所述的基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：所述H2气流的流量为20-40sccm，所述Ar气流的流量为300-500sccm，所述乙烯气流的流量为80-100sccm；化学气相沉积的时间为3-10min。


6.根据权利要求1所述的基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料，其特征在于：所述电化学沉积为：在含0.1mol/L的Co(NO3)2·6H2O的溶液中，在相对于饱和甘汞电极的-0.9V下，将Co(OH)2电沉积到MWCNT-CW支架中；电化学沉积是在三电极系统中进行的，使用含有MWCNT-CW支架的碳化木片作为工作电极，铂电极作为对电极，以及饱和甘汞电极作为参考电极。


7.一种基于多壁碳纳米管-碳化木材混合支架的电极材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇锋，王欣，吴维，邓圆圆，周璀，王紫恒，李祖伟，卓楚航，陈道勇，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43