一种用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法技术

技术编号:40046111 阅读:37 留言:0更新日期:2024-01-16 20:28
本发明专利技术提供了一种用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法。包括如下步骤:对预处理后的生物质原料进行高温活化处理,经洗涤、真空干燥得到碳材料;将碳材料与碱性活化剂混合后冷冻干燥,进行高温活化处理,经洗涤、真空干燥得到活化后的多孔炭;多孔炭与杂元素来源物质进行混合,经冷冻干燥、高温活化处理、洗涤以及真空干燥得杂元素掺杂生物质多孔炭电极材料。根据本发明专利技术,以生物质原料为炭源制备出孔径分布均匀的多孔炭,并能够得到杂元素掺杂生物质多孔炭电极材料,制备过程简单,实现能源的绿色环保、可持续发展。本发明专利技术得到的元素掺杂生物质多孔炭电极材料具有优良的比表面积、电流密度、倍率性能和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源转换、能源储存以及电化学等,特别是涉及一种用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法


技术介绍

1、随着不可再生资源的消耗,对于清洁能源的储存与使用提出了更高的要求。现在对于清洁能源的研究已经取得一定成就,但如何将这些能源收集起来做到及时及用,这对于储能装置的研究将变得格外重要。超级电容器作为一种新型储能设备,已经成功应用于商业,为能源储备提供了解决途径。

2、目前,生物质材料凭借其丰富的储备、可再生性以及成本低廉等优势,成为研究双电层电容器电极材料的重要选择。生物炭是一种由生物质在无氧高温条件下热解制备而成的炭材料,具有高孔隙度、大比表面积和良好化学稳定性等特点,因此被广泛应用于电化学领域。但直接制备得到的炭电极材料难以满足使用需求。因此需要对原材料进行改性以达到优化性能的目的,从而制备出具有高比表面积和导电性能的电极材料。这不仅可以提升其电化学性能,更为重要的是拓宽其在能源转换、能源储存以及电化学等领域的应用。


技术实现思路

1、为弥补以上所述的现有生物炭材料的不足,本本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述生物质原料的预处理包括:将所述生物质原料清洗后,在真空干燥温度为100-150℃,真空干燥时间为12-48h的条件下进行真空干燥,粉碎后过20-200目网筛。

3.根据权利要求1或2所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述生物质原料为柚子皮的中果皮、香蕉皮、马铃薯、小麦秸秆。

4.根据权利要求1所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔...

【技术特征摘要】

1.一种用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述生物质原料的预处理包括:将所述生物质原料清洗后,在真空干燥温度为100-150℃,真空干燥时间为12-48h的条件下进行真空干燥,粉碎后过20-200目网筛。

3.根据权利要求1或2所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述生物质原料为柚子皮的中果皮、香蕉皮、马铃薯、小麦秸秆。

4.根据权利要求1所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,其特征在于,在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中,所述高温活化处理条件为:在n2流量为0.1-1.0l/min的条件下,以升温速率1-10℃/min加热至600-900℃后,恒温60-180min。

5.根据权利要求1所述的用于超级电容器的元素掺杂生物质多孔炭的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述洗涤包括:超声洗涤和非超声洗涤,所述超声洗涤的溶液为0.5-2m的hcl,超声洗涤时间为10-60min,所述非超声洗涤的溶液为水、乙醇中的一种或两种,所述真空干燥温度为80-140℃...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭静杨强王文明张欣管福成于跃张森暴达曾世军吕大鹏
申请(专利权)人:大连工业大学
类型:发明
国别省市:

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