[发明专利]一种无烟煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法与应用在审
申请号: | 201910067588.5 | 申请日: | 2019-01-24 |
公开(公告)号: | CN109678151A | 公开(公告)日: | 2019-04-26 |
发明(设计)人: | 徐朗;齐佳伟;白沛瑶;梁君宝;马剑君 | 申请(专利权)人: | 中国矿业大学 |
主分类号: | C01B32/318 | 分类号: | C01B32/318;C01B32/348;H01G11/44;H01G11/34;H01G11/86 |
代理公司: | 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 | 代理人: | 周敏 |
地址: | 221116 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 氮掺杂 多孔碳材料 制备 无烟煤 超级电容器电极 氢氧化钾 三聚氰胺 无烟煤基 预处理 电化学性能 氮掺杂剂 高温碳化 同步完成 研磨混合 比电容 高循环 活化剂 烘干 活化 可用 酸洗 应用 | ||
1.一种无烟煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将无烟煤清洗晾干,然后进行机械球磨,球磨后过20目筛,得到颗粒均匀的煤粉;将筛分后的煤粉置于650℃管式炉中惰性气氛下碳化2h,得到炭化料;将炭化料在40-60℃条件下用1mol L-1氢氧化钾溶液碱洗1-3h,过滤,水洗至滤液呈中性;再在40-60℃条件下用1mol L-1稀盐酸溶液酸洗1-3h,过滤,水洗至滤液呈中性,产物过夜烘干;
(2)按质量比1:3:0-1分别称取预处理后的无烟煤、氢氧化钾、三聚氰胺,研磨混匀后得到混合料;
(3)将混合料转移至管式炉中,在惰性气氛保护下升温至700-900℃,保温2h进行碳化活化;
(4)降至室温后取出活化产物,并在40-60℃条件下用1mol L-1稀盐酸溶液酸洗1-3h,过滤,水洗至滤液呈中性,干燥后得到无烟煤基氮掺杂多孔碳材料。
2.根据权利要求1所述的一种无烟煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,预处理后的无烟煤、氢氧化钾、三聚氰胺的质量比为1:3:0.25。
3.根据权利要求1所述的一种无烟煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述碳化活化的温度为800℃。
4.根据权利要求1所述的一种无烟煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述球磨转速400rpm,正反转时间各为15min。
5.根据权利要求1所述的一种无烟煤基氮掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,管式炉的升温速率为3℃min-1。
6.权利要求1至5任一项所述的制备方法制得的无烟煤基氮掺杂多孔碳材料在超级电容器电极中的应用。
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