[发明专利]细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料及制备方法

权利要求书

1.一种细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料，其特征是：包括细颈瓶型多孔碳以及填充于细颈瓶型多孔碳的细颈瓶型孔内的氧化还原活性物质，其中氧化还原活性物质的比例为0.1～50wt％，所述细颈瓶型多孔碳是采用如下方法制备的：

步骤一，将直径为50～500nm的无机氧化物纳米球与碳源、醋酸钾或柠檬酸钾、溶剂按照重量比为0.1～10:0.1～20:0.01～1:100的比例均匀混合，然后于40～80℃搅拌下挥发溶剂得到固体粉末；

步骤二，将所述固体粉末于氮气氛、700～1000℃温度下碳化1～3h，将碳化产物用稀氢氟酸或者盐酸浸泡洗涤除去无机金属氧化物，然后蒸馏水洗涤至中性后于100～150℃烘干。

2.根据权利要求1所述的细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料，其特征是：所述细颈瓶型多孔碳包括直径50～500nm的球形孔，在所述球形孔的孔壁上均匀分布有小孔，所述小孔将所有球形孔贯穿，小孔的直径与球形孔的直径比例为0.1～10:100。

3.根据权利要求2所述的细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料，其特征是：球形孔的直径为100～200nm。

4.根据权利要求2或3所述的细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料，其特征是：小孔的直径与球形孔的直径比例为0.1～1:100。

5.一种细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料的制备方法，其特征是：

步骤一，将直径为50～500nm的无机氧化物纳米球与碳源、醋酸钾或柠檬酸钾、溶剂按照重量比为0.1～10:0.1～20:0.01～1:100的比例均匀混合，然后于40～80℃搅拌下挥发溶剂得到固体粉末；

步骤二，将所述固体粉末于氮气氛、700～1000℃温度下碳化1～3h，将碳化产物用稀氢氟酸或者盐酸浸泡洗涤除去无机金属氧化物，然后蒸馏水洗涤至中性后于100～150℃烘干得到细颈瓶型多孔碳；

步骤三，将所制备的细颈瓶型多孔碳浸渍于浓度为1～30wt％的氧化还原活性物质的溶液中，浸渍24h真空脱气后于100～150℃烘干。

6.根据权利要求5所述的细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料的制备方法，其特征是：所述无机氧化物纳米球为SiO₂、TiO₂或MgO的一种；所述碳源为沥青、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯其中的一种；所述氧化还原活性物质为铁氰化钾、对苯二胺衍生物、蒽醌衍生物中的一种。

7.根据权利要求5或6所述的细颈瓶型多孔碳与氧化还原小分子复合超级电容器储能电极材料的制备方法，其特征是：无机氧化物纳米球的直径选择为100～200nm。