[发明专利]一种用于超级电容器的三维微管炭气凝胶/氧化钌复合电极材料及制备方法在审
| 申请号： | 201910119135.2 | 申请日： | 2019-02-18 |
| 公开（公告）号： | CN109659152A | 公开（公告）日： | 2019-04-19 |
| 发明（设计）人： | 刘守新;李伟;孙佳明;马春慧;鄂雷;罗沙 | 申请（专利权）人： | 东北林业大学 |
| 主分类号： | H01G11/24 | 分类号： | H01G11/24;H01G11/30;H01G11/44;H01G11/46;H01G11/86 |
| 代理公司： | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人： | 刘奇 |
| 地址： | 150000 黑龙*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 复合电极材料 超级电容器 电化学性能 管状纤维 炭气凝胶 炭化 活化 微管 制备 三维 可再生天然资源 预处理 溶胶凝胶过程 超临界干燥 规模化生产 电池材料 高速运输 管状结构 环境友好 绿色制备 强碱溶液 时间成本 比电容 电解液 炭材料 氧化钌 浸润 离子 掺杂 环保 | ||
1.一种用于超级电容器的三维微管炭气凝胶/RuO2复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将管状纤维、次氯酸钠、冰醋酸、水和乙醇混合，得到悬浮液；
将所述悬浮液洗涤至中性后，用乙醇置换出管状纤维内的水，得到乙醇-纤维悬浮液；
将所述乙醇-纤维悬浮液依次真空抽滤和干燥，得到管状纤维气凝胶；
将所述管状纤维气凝胶在惰性气体保护下预炭化后再进行炭化，得到炭化产物；
在活化气体中，将所述炭化产物进行活化，得到活化产物；
将所述活化产物在惰性气体中冷却，得到多孔管状纤维炭气凝胶材料；
将所述多孔管状纤维炭气凝胶浸渍在RuCl3溶液中，用水和乙醇分别清洗固体产物后干燥，得到干燥产物；
将所述干燥产物在空气中煅烧，得到三维微管炭气凝胶/RuO2复合电极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述管状纤维包括木棉纤维、柳絮纤维、杨絮纤维和香蒲纤维中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述水与乙醇的体积比为1～4：1，管状纤维的质量与水和乙醇的总体积比为1g：100mL，次氯酸钠的质量与水和乙醇的总体积比为0.007～0.01g：1mL，次氯酸钠的质量与冰醋酸的体积比为5～10g:1mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预炭化的温度为200～400℃，所述预炭化的时间为1～3.5小时。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述炭化的温度为700～1100℃，所述炭化的时间为1～3小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活化气体包括CO2、水蒸气、烟道气、氧气和空气中的一种或多种。
7.根据权利要求1活6所述的制备方法，其特征在于，所述活化的温度为700～1100℃，所述活化的时间为0.5～3小时。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述RuCl3溶液的浓度为0.1～0.5mol/L，所述多孔活化管状纤维炭气凝胶与RuCl3溶液的用量比为0.002～0.01g：1mL。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为200～400℃，所述煅烧的时间为1.5～4h。
10.权利要求1～9任一项所述制备方法制得的用于超级电容器的三维微管炭气凝胶/RuO2复合电极材料，包括带有孔洞的管状炭无序交织的三维微管炭气凝胶和负载在所述三维微管炭气凝胶表面的RuO2，所述RuO2的质量含量范围为1.91～2.15％。
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