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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炭材料,特别是涉及一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法及应用。
技术介绍
1、高性能碳基电极材料的绿色高效可持续制备技术是锌离子电容器规模化应用的关键。在碳基电极材料的设计与开发中,引入杂原子如:氮、硼、磷、氧等,对炭材料进行掺杂可以进一步提高炭电极材料的性能,所以杂原子掺杂炭材料的设计与开发成为了当今锌离子电容器领域的研究热点。
2、然而,当前大量炭材料的制备大量依赖不可再生化石燃料。例如,气相沉积法需要天然气作为原材料。而基于石油焦的热解制备工艺不仅原料源于不可再生的石油资源,而且制备过程反应剧烈并伴随严重的污染。随着不可再生资源的日益枯竭,来源广泛、价格低廉,可持续再生的生物质,作为碳源材料近年来逐渐受到广泛关注。此外,某些生物质废弃物本身富含n、o、s等杂原子,制备的杂原子掺杂炭材料具备更优良电化学性能。因此,将生物废弃物应用于制备杂原子掺杂炭材料具有应用前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法及应用,具有优异的电化学性能,且制备工艺简便、成本低、毒性低,具有良好的应用前景。
2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,包括以下步骤,
3、s1、将含氮化合物、含硼化合物、活化剂和生物质碳源混合加热至共熔,加热在60℃~80℃下进行,加热时间为30min~50min,得到前驱体;
4、s2、将s1中得到的前驱体在保护气氛中煅烧,煅烧温度在650℃~
5、s3、将s2中煅烧冷却后的产物研磨后盐酸清洗抽滤,得到的固体水洗至中性后,烘干得到氮硼共掺杂多孔片层炭。
6、优选的,s1中,含氮化合物、含硼化合物、活化剂和生物质碳源的摩尔比为2:0~0.023:4:0.6。
7、优选的,s1中,含氮化合物为尿素、硫脲中的至少一种。
8、优选的,s1中,含硼化合物为nh4hb4o7·3h2o、h3bo3中的至少一种。
9、优选的,s1中,活化剂为fecl3·6h2o。
10、优选的,s1中,生物质碳源为壳聚糖、甲壳素、纤维素中的至少一种。
11、上述一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法制备得到的氮硼共掺杂多孔片层炭。
12、上述一种氮硼共掺杂多孔片层炭的应用,应用于制备锌离子电容器。
13、因此,本专利技术采用上述步骤的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法及应用,其有益效果为:
14、1、本专利技术提供的制备方法仅需简单加热就实现活化剂与碳源的充分混合,操作简单,时间短,不需要采用浸渍法来实现活化剂与碳源的充分混合,极大地简化了操作、节省了时间和减少了能耗;
15、2、本专利技术采用一锅法直接热解前驱体制备氮硼共掺杂多孔片层炭,无需对原料进行预碳化,简化了步骤,节省了时间与能源;
16、3、本专利技术中的共熔活化剂有利于工业化的管道运输,在工业化生产上具有优势。
17、下面通过附图和实施例,对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
2.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:S1中,含氮化合物、含硼化合物、活化剂和生物质碳源的摩尔比为2:0~0.023:4:0.6。
3.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:S1中,含氮化合物为尿素、硫脲中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:S1中,含硼化合物为NH4HB4O7·3H2O、H3BO3中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:S1中,活化剂为FeCl3·6H2O。
6.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:S1中,生物质碳源为壳聚糖、甲壳素、纤维素中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法制备得到的氮硼共掺杂多孔片层炭。
8.根据权利要求7所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的应用,应用于制备锌
...【技术特征摘要】
1.一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
2.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:s1中,含氮化合物、含硼化合物、活化剂和生物质碳源的摩尔比为2:0~0.023:4:0.6。
3.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:s1中,含氮化合物为尿素、硫脲中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种氮硼共掺杂多孔片层炭的制备方法,其特征在于:s1中,含硼化合物为nh4hb4o7·3h2...
【专利技术属性】
技术研发人员:张道海,占晓,周腾,杜靖羽,徐余欢,邹凯翔,吴中立,谭芳,
申请(专利权)人:贵州民族大学,
类型:发明
国别省市:
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