[发明专利]超级电容器用含氮碳材料及其制备方法、超级电容器电极材料

权利要求书

1.一种超级电容器用含氮碳材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将含氮聚合物在惰性气体保护下，升温至500~900℃并保温2~6h进行碳化处理，得到碳化产物；

所述含氮聚合物为聚吡咯、脲醛树脂、密胺树脂中的任意一种；

2）将步骤1）得到的碳化产物与活化剂混合，在惰性气体保护下，升温至700~900℃并保温1~2h进行活化，冷却，得活化产物；所述碳化产物与活化剂的质量比为1:2~1:6；所述活化剂为K₂CO₃、Na₂CO₃、ZnCl₂中的一种或几种；

3）将步骤2）得到的活化产物加入水中得混合液，用酸调节混合液的pH至中性，搅拌2-12h，过滤，水洗、过滤、真空干燥，即得；

所述聚吡咯采用如下方法制得：将吡咯单体加入水中制成溶液A；将氧化剂加入水中制成溶液B；所述氧化剂为过硫酸铵、氯化铁、过氧化氢、重铬酸钾中的任意一种；将溶液B缓慢加入溶液A中，-5~50℃下预反应3~12h，预反应产物在100~250℃下进行水热反应3~12h，洗涤，干燥，即得；

所述脲醛树脂或密胺树脂采用如下方法制得：将尿素或三聚氰胺与甲醛溶液混合，制成溶液，加入碱性物质调节pH至8.0~9.0，预反应1~6h，预反应产物在160~250℃下进行水热反应2~12h，洗涤，干燥，即得。

2.如权利要求1所述的超级电容器用含氮碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中升温的速度为5℃/min。

3.如权利要求1所述的超级电容器用含氮碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中升温的速度为5℃/min。

4.如权利要求1所述的超级电容器用含氮碳材料的制备方法，其特征在于：所述真空干燥为60~120℃下真空干燥12~24h。

5.如权利要求1所述的超级电容器用含氮碳材料的制备方法，其特征在于，所述酸为0.1mol/L的盐酸。

6.一种超级电容器用含氮碳材料，其特征在于：由包括如下步骤的方法制备得到：

1）将含氮聚合物在惰性气体保护下，升温至500~900℃并保温2~6h进行碳化处理，得到碳化产物；

所述含氮聚合物为聚吡咯、脲醛树脂、密胺树脂中的任意一种；

2）将步骤1）得到的碳化产物与活化剂混合，在惰性气体保护下，升温至700~900℃并保温1~2h进行活化，冷却，得活化产物；所述碳化产物与活化剂的质量比为1:2~1:6；所述活化剂为K₂CO₃、Na₂CO₃、ZnCl₂中的一种或几种；

3）将步骤2）得到的活化产物加入水中得混合液，用酸调节混合液的pH至中性，搅拌2-12h，过滤，水洗、过滤、真空干燥，即得；

所述聚吡咯采用如下方法制得：将吡咯单体加入水中制成溶液A；将氧化剂加入水中制成溶液B；所述氧化剂为过硫酸铵、氯化铁、过氧化氢、重铬酸钾中的任意一种；将溶液B缓慢加入溶液A中，-5~50℃下预反应3~12h，预反应产物在100~250℃下进行水热反应3~12h，洗涤，干燥，即得；

所述脲醛树脂或密胺树脂采用如下方法制得：将尿素或三聚氰胺与甲醛溶液混合，制成溶液，加入碱性物质调节pH至8.0~9.0，预反应1~6h，预反应产物在160~250℃下进行水热反应2~12h，洗涤，干燥，即得。

7.一种超级电容器电极材料，其特征在于：由如下重量百分比的组分组成：如权利要求6所述的超级电容器用含氮碳材料80~90%，导电剂0~10%，粘结剂5~10%。