一种高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维电极材料的制备方法，用于柔性超级电容器领域。所述的制备方法包括：原位生长Zn的有机金属框架，再次原位生长Fe或Co或Ni的一种或几种有机金属框架，然后碳化和酸洗。所制备高度石墨化的碳纤维材料具有优良的电化学性能和柔韧性。本发明专利技术的优点主要有：1)高度石墨化的碳纤维材料的比表面积大，提供更多的吸附位点；2)引入杂原子(氮原子)，可以增加的赝电容和提高材料的亲水性；3)高度石墨化，可以提高材料的导电性。可以提高材料的导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及化学领域，具体地说是一种高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着便携设备以及可穿戴电子器件的快速发展，开发稳定高效的柔性储能设备成为学者们研究的热点。相比其他储能器件，超级电容器是高效新型的储能器件，具有功率密度高、循环寿命长、免维护、充放电效率高等一系列优点，并可以广泛的应用于电动汽车的启动、消费电子设备等领域。目前，超级电容器的电极材料主要包括碳材料、金属氧(硫)化物或氢氧化物、导电聚合物。而多孔碳材料具有较为优良的物理化学性能，例如高比表面积、化学结构稳定、孔隙结构稳定、导热和导电率高、良好的柔韧性等特点成为当前应用广泛的电极材料。
[0003]众所周知，碳材料在柔性超级电容器中起着重要的作用。然而，石墨烯、碳纳米管、多孔碳等碳材料大多数是粉末，需要使用粘合剂和导电添加剂来将它们组装成电极，这需要复杂的处理和性能的大幅降低。此外，由于石墨烯薄膜、碳布等碳材料制造成本高、产能低，限制了其应用。近年本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料的制备方法，其特征在于，按如下方法制备：步骤(1)：在室温下，将废弃棉花纤维放置于二甲基咪唑的无水甲醇溶液中，浸泡一段时间后，将硝酸锌的无水甲醇溶液与上述溶液充分搅拌混合，静止放置一段时间后，用无水甲醇清洗并60℃干燥从而获得Zn-MOF/CF复合材料；步骤(2)：将Zn-MOF/CF复合材料放置于二甲基咪唑的无水甲醇和无水乙醇混合溶液中，浸泡一段时间后，将钴或铁或镍金属盐的无水甲醇和无水乙醇混合溶液与其混合，并充分搅拌均匀，静止放置一段时间后，取出复合棉纤维材料并用无水乙醇清洗，随后干燥即可得到MOF@Zn-MOF/CF复合材料；步骤(3)：将MOF@Zn-MOF/CF复合材料放置于管式炉中，并通入保护气体，将管式炉以5℃min-1
升温至800℃维持2h，降温至室温后，用6mol L-1
的HCl溶液于60℃浸泡24h，随后，用超纯水清洗数次，直至清洗液PH＝7，干燥后，得到高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料。2.如权利要求1所述的高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述废弃棉花纤维的质量计为0.1～2g。3.如权利要求1所述的高度石墨化的生物质基多孔氮掺杂碳纤维材料，其特征在于，步骤(1)和步...

【专利技术属性】
技术研发人员：时君友，赵广震，孙钟，徐文彪，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：