细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法技术

本发明专利技术属于生物纳米材料技术领域，具体涉及一种细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法及其在超级电容器中的应用。本发明专利技术的细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法包括如下步骤：(1)将四甲基哌啶氧化物和溴化钠溶于水中，搅拌得混合溶液；(2)将细菌纤维素分散液加入上述混合溶液，随后加入次氯酸钠水溶液和盐酸进行反应，反应过程中加入氢氧化钠水溶液，得到反应产物并用水清洗；(3)再加入水和叔丁醇的混合溶液，搅拌形成均匀的水凝胶；(4)水凝胶冷冻干燥后，再经碳化得到细菌纤维素基碳气凝胶。本发明专利技术的方法可改善细菌纤维素的分散性，增强其结构稳定性，从而制得高机械强度、高柔性的碳气凝胶，并为超级电容器提供优异电学性能的电极材料。

【技术实现步骤摘要】
细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法
本专利技术属于生物纳米材料
，涉及一种碳气凝胶材料，具体涉及一种细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法。
技术介绍
碳气凝胶(CA)是一种轻质、形状多变的纳米级多孔碳材料，近年来由于具有孔隙率高、理论比表面积大和电导率高等优异的物理和化学性能而受到广泛关注。独特的结构特性使碳气凝胶可广泛应用于催化的各个领域：隔热、应变传感器、吸附、电容去离子技术，还可应用于储能的电极材料。碳气凝胶具有三维网状孔洞，其高比表面积的特性使得自身碳骨架能够促进电子转移并提供丰富的活化位点，同时它还可以充当电解液的存储缓冲区，优异的导电性和良好的机械强度是其成为超级电容器电极的理想材料。碳气凝胶的原料主要为石墨烯、碳纳米管(CNT)和碳纤维等，石墨烯和CNT具有出色的机械、电化学和热学性能，但成本高、制备过程复杂、机械稳定性差等缺点极大地限制了CNT和石墨烯衍生的碳气凝胶的应用。相比之下，生物质材料来源广泛，可再生且对环境污染小，非常适合作为碳气凝胶的前驱体原料。利用低成本、来源丰富的生物质原料制备高性能碳气凝胶材料并用于绿色能源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将四甲基哌啶氧化物和溴化钠溶于水中，搅拌得混合溶液；/n(2)将细菌纤维素分散液加入混合溶液，再加入次氯酸钠水溶液和盐酸，随后加入氢氧化钠水溶液进行反应并持续滴加至反应结束，得到的反应产物用水清洗；/n(3)再加入水和叔丁醇的混合溶液，搅拌形成均匀的水凝胶；/n(4)将水凝胶冷冻干燥得到气凝胶，再经碳化得到细菌纤维素基碳气凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将四甲基哌啶氧化物和溴化钠溶于水中，搅拌得混合溶液；
(2)将细菌纤维素分散液加入混合溶液，再加入次氯酸钠水溶液和盐酸，随后加入氢氧化钠水溶液进行反应并持续滴加至反应结束，得到的反应产物用水清洗；
(3)再加入水和叔丁醇的混合溶液，搅拌形成均匀的水凝胶；
(4)将水凝胶冷冻干燥得到气凝胶，再经碳化得到细菌纤维素基碳气凝胶。


2.根据权利要求1所述的细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的混合溶液中四甲基哌啶氧化物的浓度为0.01-0.2g/L，溴化钠的浓度为0.5-3g/L。


3.根据权利要求1所述的细菌纤维素基碳气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中次氯酸钠水溶液的浓度质量百分比为6-14％。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乔，马宇，杨为佑，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33