[发明专利]一种超高比表面积的多级多孔碳材料及其制备方法与应用在审
| 申请号： | 201810341146.0 | 申请日： | 2018-04-17 |
| 公开（公告）号： | CN108423678A | 公开（公告）日： | 2018-08-21 |
| 发明（设计）人： | 刘应亮;彭林;郑明涛;梁业如;胡航;肖勇;董汉武 | 申请（专利权）人： | 华南农业大学 |
| 主分类号： | C01B32/348 | 分类号： | C01B32/348;C01B32/324 |
| 代理公司： | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人： | 苏运贞 |
| 地址： | 510642 广*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 多孔碳材料 前驱体 碳材料 活化 制备 无机盐 生物质 多级孔洞结构 制备技术领域 酸处理过程 超级电容 大孔结构 电极材料 孔洞结构 水热碳化 比电容 碱活化 酸处理 碳框架 孔容 酸溶 应用 溶解 扩散 保留 支撑 | ||
1.一种超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生物质的预处理
分别将低灰分生物质和高灰分生物质干燥，粉碎，得到预处理的低灰分生物质和预处理的高灰分生物质；
所述低灰分生物质的灰分含量为20wt.％以下，高灰分生物质的灰分含量为40wt.％以上；
(2)预处理生物质的混合与碳化
将预处理的低灰分生物质和预处理的高灰分生物质混合，进行水热碳化反应，得到碳化的混合生物质前驱体；
(3)碳化的混合生物质前驱体的酸处理
用酸溶液对碳化的混合生物质前驱体进行浸泡，溶去碳化的混合生物质前驱体中的酸溶性无机盐，得到酸处理的碳化混合生物质前驱体；
(4)酸处理的碳化混合生物质前驱体的活化
将酸处理的碳化混合生物质前驱体与碱金属氢氧化物混合，在惰性气氛下进行活化反应，得到所述超高比表面积的多级多孔碳材料。
2.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的低灰分生物质为椰壳、谷壳、树皮、甘蔗渣、麦秆和玉米杆中的一种或两种以上；
所述的高灰分生物质为虾壳、蟹壳、污泥、蚌壳和田螺壳中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的预处理的低灰分生物质和高灰分生物质的粒径小于74μm。
4.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的混合按照预处理的低灰分生物质和预处理的高灰分生物质的质量比为5:1～1:10配比。
5.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的水热碳化反应的条件为在60～500℃下反应0.5～36h。
6.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中所述的酸溶液中的酸为HCl、硫酸、硝酸和苯黄酸中的一种或两种以上；
所述的酸溶液的浓度为0.05～12M；
所述的浸泡的时长为8～24h。
7.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种；
所述的混合按照酸处理的碳化混合生物质前驱体与碱金属氢氧化物的质量比为2:1～1:6配比。
8.根据权利要求1所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的活化反应的条件为在700～800℃下反应2～3h。
9.一种超高比表面积的多级多孔碳材料，其特征在于：由权利要求1～8任一项所述的制备方法得到。
10.权利要求9所述的超高比表面积的多级多孔碳材料的应用，其特征在于：将所述超高比表面积的多级多孔碳材料用作超级电容的电极材料。
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