[发明专利]一种生物质基二氧化锰-碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种生物质基二氧化锰-碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将生物质材料利用稀盐酸处理1-2h，置于鼓风干燥箱中烘干表面水分；

2)将得到的生物质材料置于管式烧结炉中，升温至300-350℃进行碳化处理5-8h，向管式烧结炉中通入Ar或者N₂进行保护，继续升温至800-1000℃进一步进行碳化处理5h，再升高至1550-1800℃进行表面石墨化处理；

3)得到的石墨化纤维置于浓硫酸中进行酸化处理8-12h，分散于水和/或有机溶剂中，真空抽滤或者溶解挥发制成碳纤维膜；

4)以碳纤维膜作为工作电极，铂片作为对电极和参比电极进行二氧化锰的电沉积；

5)得到的电沉积产物置于鼓风干燥箱中80-100℃干燥2h，置于马弗炉中在250-800℃条件下退火处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的生物质材料选自秸秆、锯末、长绒棉、甘蔗渣或稻糠。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的稀盐酸的浓度为1-3mol/L，所述的浓硫酸浓度为12～18.4mol/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的电沉积采用含有锰阳离子的水或者有机溶液作为电沉积溶液，锰阳离子的浓度为0.01-1mol/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的电沉积的方式采用恒流沉积、恒压沉积或者脉冲沉积。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的恒流沉积的电流密度为1-10mA/cm²，恒压沉积的电压为0.6-2V，脉冲沉积的电流密度或者电压与恒流沉积和恒压沉积一致。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的恒流沉积时间为5-30min，恒压沉积时间为5-30min，脉冲沉积的脉冲时间为0.1-2s，脉冲次数为10-200次。

8.权利要求1制备方法制备得到生物质基二氧化锰-碳纤维复合材料。

9.根据权利要求8所述的生物质基二氧化锰-碳纤维复合材料，其特征在于，所述的二氧化锰-碳纤维核壳结构复合材料由碳纤维结构和包覆于碳纤维表面的二氧化锰包覆层组成，以MnO₂@C核壳结构的形式存在。