[发明专利]一种基于核桃壳的高电容性能的分级多孔炭的制备方法

权利要求书

1.一种基于核桃壳的高电容性能分级多孔炭的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)原料粉碎 将核桃壳浸泡在蒸馏水中去除表面杂质，然后置于60℃的烘箱中烘干至恒重，再用粉碎机粉碎，得到粉末状核桃壳粉，过60目筛，得到核桃壳粉末；

(2)微波预活化 称取5.0-10.0g核桃壳粉末加入到装有2mol/L盐酸溶液的锥形瓶中，保持固体质量g：液体体积mL的比例＝1:10～15，搅拌0.5h～1h，然后将其转移到微波炉中，在320W-800W的微波功率条件下加热处理一段时间，得到深棕色糊状物，自然冷却后进行抽滤，用蒸馏水反复洗涤至中性，烘箱中80-100℃干燥12h，得预处理后的核桃壳粉末；

(3)干燥 按比例称取预处理后的核桃壳粉末和KOH，加入一定量的蒸馏水，搅拌均匀，保证固体质量g与液体体积mL的比例关系为1:10～15，浸泡6-12h后，然后转移到烘箱中80-100℃干燥成固体；

(4)一步碳化处理 最后取2.0-3.0g步骤(3)中干燥后粉末加入管式炉中，在N₂保护下，以3-5℃min^-1的升温速率，升至300℃，保持0.5-1.0h，再继续升温至700～900℃，再保持1-2h，使其充分碳化；

(5)碳化物后处理 待其自然降温后取出碳化产物，依次用0.1mol/L盐酸、蒸馏水洗涤除去多余的KOH，使碳材料中的孔道充分暴露，洗涤至中性后滤饼转移至烘箱中干燥，即得分级多孔炭。

2.根据权利要求1所述基于核桃壳的高电容性能分级多孔炭的制备方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：

1)电极制备 按80:10:10的质量比称取一定质量的多孔炭粉末、乙炔黑和聚偏氟乙烯于玛瑙研钵中，充分研磨后，滴加一定体积的N-甲基吡咯烷酮混匀，调成糊状后均匀地涂覆于泡沫镍表面，涂覆面积控制为1×1cm²，然后将电极置于80℃烘箱中干燥过夜，即得到测试用的电极片；

(2)电容性能测试 电极材料的电化学性能测试均在CHI660D电化学工作站上进行，测试系统为标准的三电极体系，其中电化学测试过程以多孔炭的修饰电极为工作电极，以铂电极为对电极，以Hg/HgO电极作为参比电极，6.0mol/L KOH溶液为电解液。