【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质电容器电极材料制备，具体涉及到一种采用氯化锌和双氧水两类活化剂进行两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法。
技术介绍
1、锂离子电池和超级电容器是当前使用较广泛的两大储能器件，相比锂离子电池，超级电容器具有长循环使用寿命、快速充放电能力和大功率密度而备受关注。传统的电容器由于能量密度低而不能满足科技现代化进程的实际需要。开发具有高比电容的电极材料是提高电容器能量密度的有效方式之一。生物质炭因其成本低、资源丰富、结构多样、可再生等优点受到了研究者的广泛关注。通过改变比表面积和优化孔径分布，制备高比电容的生物质炭是当前储能材料领域的研究热点之一。
2、烟草是一种具有高经济价值的种植作物，在我国被广泛种植，但烟草废弃物的处理也给环境带来了极大的压力。实现烟草废弃物的资源化利用，是十分重要的。目前，研究者已通过将烟草副产物转化为生物质炭材料并应用于电池或电容器电极材料。kleszyk等研究了烟叶梗在碳化过程中的自活化效应，证明高含量的钾元素可以使烟叶炭材料拥有分布窄、含量丰富的介孔结构，因此具有较好的电化学性能。zhong等人将烟草秸秆作为碳源，采用先水热再用koh活化的方法制备了碳纳米量子点镶嵌且由n、o、s三掺杂的分级结构多级炭材料，并将该材料应用于锂硫电池的研究中。zhao等人利用水热碳化的方法将香烟烟丝转化为烟叶炭，经过高温下利用koh活化法制备了活性炭，并比较了不同品种烟叶丝的电化学性能，其中湖南产的香烟烟叶炭在0.5a g-1的电流密度下比电容达到286.6f g-1。tan等人采用一步球磨并
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种成本低、比电容高、循环稳定性好的多孔烟叶炭电极材料的制备方法。
2、针对上述目的，本专利技术所采用的技术方案由下述步骤组成：
3、步骤1：将挑选好的烟叶在去离子水中浸泡、洗涤后，于鼓风干燥箱中60～90℃干燥10～12h；
4、步骤2：将步骤1干燥后的烟叶在马弗炉中240～280℃预碳化4～6h，然后将所得预碳化烟叶炭分散在zncl2水溶液中，搅拌12～24h，然后在鼓风干燥箱中80～100℃干燥12～24h，获得氯化锌浸渍的烟叶炭；
5、步骤3：将氯化锌浸渍的烟叶炭在n2气氛下600～800℃碳化2～3h，用0.4～0.5moll-1盐酸洗涤后用去离子水洗涤至中性，于鼓风干燥箱中60～90℃烘干，获得氯化锌活化的烟叶炭；
6、步骤4：取氯化锌活化的烟叶炭加入h2o2水溶液中，在反应釜中160～180℃水热处理2～4h，用去离子水洗涤后，于鼓风干燥箱中60～90℃烘干，得到多孔烟叶炭电极材料。
7、上述步骤2中，优选将步骤1干燥后的烟叶在马弗炉中260℃预碳化6h。
8、上述步骤2中，优选zncl2水溶液中zncl2的浓度为4.0～4.2mol l-1。
9、上述步骤2中，优选预碳化烟叶炭与zncl2水溶液中zncl2的质量比为1:8～10。
10、上述步骤3中，优选将氯化锌浸渍的烟叶炭在n2气氛下750℃碳化2h。
11、上述步骤3中，优选碳化的升温速率为4～6℃min-1。
12、上述步骤4中，优选h2o2水溶液中h2o2的质量浓度为1％～2％。
13、上述步骤4中，优选氯化锌活化的烟叶炭与h2o2水溶液的质量体积比为1g：200～400ml。
14、本专利技术的有益效果如下：
15、本专利技术先在空气氛围中对烟叶进行预碳化处理，进一步用zncl2为活化剂对烟叶进行浸渍，经干燥后在n2保护气中进行碳化活化处理初步造孔，最后于双氧水中进行水热处理二次造孔得到比电容高、倍率性能和循环稳定性优异多孔烟叶炭电极材料。zncl2活化有助于微孔结构的形成，进一步用h2o2处理后烟叶炭表面孔洞区域增多，片层更加通透和稀薄，有利于促进电解质离子的传输。在双氧水的活化和进一步造孔后烟叶炭材料的比电容得到大幅度提升。两阶段造孔法可有效改善材料的孔隙结构，进一步增大烟叶炭电极材料的比电容，为制备高比电容、长循环使用寿命的生物质炭电极材料制备提供了一条有效的技术路线。
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1.一种两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于所述方法由下述步骤组成：
2.根据权利要求1所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤2中，将步骤1干燥后的烟叶在马弗炉中260℃预碳化6h。
3.根据权利要求1所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤2中，所述ZnCl2水溶液中ZnCl2的浓度为4.0～4.2mol L-1。
4.根据权利要求1或3所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤2中，所述预碳化烟叶炭与ZnCl2水溶液中ZnCl2的质量比为1:8～10。
5.根据权利要求1所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤3中，将氯化锌浸渍的烟叶炭在N2气氛下750℃碳化2h。
6.根据权利要求1或5所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤3中，碳化的升温速率为4～6℃min-1。
7.根据权利要求1所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤4中，所述H2O2水溶液中H2O2
8.根据权利要求1或7所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤4中，所述氯化锌活化的烟叶炭与H2O2水溶液的质量体积比为1g：200～400mL。
...【技术特征摘要】
1.一种两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于所述方法由下述步骤组成：
2.根据权利要求1所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤2中，将步骤1干燥后的烟叶在马弗炉中260℃预碳化6h。
3.根据权利要求1所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤2中，所述zncl2水溶液中zncl2的浓度为4.0～4.2mol l-1。
4.根据权利要求1或3所述的两阶段造孔制备多孔烟叶炭电极材料的方法，其特征在于：步骤2中，所述预碳化烟叶炭与zncl2水溶液中zncl2的质量比为1:8～10。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨和平，王建芳，李雪，王学军，梁旭华，
申请(专利权)人：商洛学院，
类型：发明
国别省市：
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