一种生物质多孔碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生物质多孔碳材料及其制备方法和应用，该碳材料以多肉植物为原料，通过碱活化法制得的同时具有微孔和介孔分布的碳材料；通过将采集的多肉植物叶片洗净、干燥并粉碎后，在充满惰性气体的管式炉中在高温下煅烧，得到固体碳化产物，再将活化剂与得到的碳材料充分混合静置，在惰性气体氛围下进行第二次碳化，制得一种孔结构丰富的多孔碳材料。本发明专利技术制备的生物质多孔碳材料有超高比表面积，结构稳定，性能优异，有效解决了现有碳材料容量低，生产工艺复杂的问题，另外利用多肉植物为原材料，解决了碳材料成本高的缺陷，可用于吸附气体和电化学能转换/储存装置，实现多孔碳材料的大规模制备与应用。多孔碳材料的大规模制备与应用。多孔碳材料的大规模制备与应用。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质多孔碳材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物质碳材料制备，尤其涉及一种以多肉植物为原料制备的多孔碳材料及方法。

技术介绍

[0002]纳米多孔碳材料因其成本较低，导电性好等优点被广泛应用于锂离子电池、超级电容器的制备。除此以外，具有较高比表面积以及高微孔率的多孔碳材料，在吸附、催化等领域也有着广泛的应用。
[0003]目前，多孔碳材料的来源主要是人工制造和天然植物炭化。然而，人工制造的多孔碳材料通常具有约1000m2/g的低比表面积，这限制了其用于超级电容器的性能，且人工制造多孔碳技术普遍存在制备工艺复杂、成本较高等问题；天然植物炭化主要采用生物质材料进行，生物质材料具有来源广、种类多以及成本低等优势，且生物质内部本身的孔道结构，相比于普通活性炭材料，有助于提供更多的有效表面积，但是现有的例如利用花生壳，椰壳等作为原材料制备的多孔碳材料，由于孔型失配等原因，离子的传输速率较慢。因此如何从生物质材料的生存环境出发，选择具有发达孔道结构的生物质原材料，从而得到具有超高比表面积，能使离子快速扩散的优异多孔碳材料，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质多孔碳材料，其特征在于：该碳材料以多肉植物为原料，通过碱活化法制得的同时具有微孔和介孔分布的碳材料；所述碳材料的比表面积为2000~3200 m2/g。2.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料，其特征在于：所述多肉植物包括仙人掌科、景天科、番杏科、大戟科、萝藦科、独尾草科和龙舌兰科中的任一种。3.权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取多肉植物叶片，洗净、干燥，然后粉碎成粉末；（2）保护气氛下，将叶片粉末在管式炉中升温至碳化温度，进行第一次碳化，获得固体碳化产物；（3）将步骤（2）得到的固体碳化产物与KOH混合在去离子水中，在室温下静置，在保护气氛下，升温至碳化温度进行第二次碳化，得到活化混合物；（4）将活化混合物置于盐酸中，搅拌、洗涤、干燥，获得生物质多孔碳材料。4.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述干燥过程为冷冻机干燥，干燥时间为28~32 h...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣益民，孟婷婷，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：