[发明专利]多孔碳/碳纳米管复合材料及其制备方法、电极和超级电容器

权利要求书

1.一种用于电极的多孔碳/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

对多孔碳进行第一改性处理，以便得到带有负电荷的改性多孔碳；

对碳纳米管进行第二改性处理，以便得到带有正电荷的改性碳纳米管；

将所述改性多孔碳与所述改性碳纳米管混合，得到所述多孔碳/碳纳米管复合材料；

对所述多孔碳/碳纳米管复合材料进行碳化处理；

所述对多孔碳进行第一改性处理包括：将所述多孔碳与带有负电荷的第一改性剂混合，并将所得到的混合物进行第一固相球磨处理；

所述对碳纳米管进行第二改性处理包括：将所述碳纳米管与第二改性剂混合，并将所得到的混合物进行第二固相球磨处理，所述第二改性剂带有正电荷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一改性剂中含有羧基和羟基中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一改性剂选自羧甲基纤维素、DNA链、葡萄糖、蔗糖和乳酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一固相球磨处理的转速为200-400转/分，时间为1-10h；

所述多孔碳包括活性炭、石墨烯、石墨、软碳和硬碳中的至少一种；

所述多孔碳与所述第一改性剂的质量比为4-80:1。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多孔碳与所述第一改性剂的质量比为20-40:1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二改性剂中含有氨基和季铵阳离子中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二改性剂选自聚苯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵和聚对乙烯基苯基亚甲基-(5,5-二甲基乙内酰尿)甲基-二甲基中的至少一种；

所述第二固相球磨处理的转速为200-400转/分，时间为6-12h；

所述碳纳米管与所述第二改性剂的质量比为2-20:1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管与所述第二改性剂的质量比为5-10:1。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述改性多孔碳与所述改性碳纳米管混合包括：

将所述改性多孔碳分散于第一溶剂中，得到第一混合液；

将所述改性碳纳米管分散于第二溶剂中，得到第二混合液；

将所述第一混合液和所述第二混合液混合，并将所得到的混合物进行离心处理，并将所得到的沉淀物进行干燥处理，得到所述多孔碳/碳纳米管复合材料。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二溶剂的pH为3-5；

所述分散包括超声处理，所述超声处理的时间为1-2h；

将所述第一混合液和所述第二混合液混合是通过将所述第一混合液滴加到所述第二混合液中进行的；

按照所述碳纳米管和所述多孔碳的质量比为1:5-20的比例将所述改性活性炭与所述改性碳纳米管混合。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化处理是通过在惰性气氛、400-800℃条件下保温0.5-5h进行的；

升温速度为2-10℃/min。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述400-800℃条件下保温0.5-5h是通过以下步骤进行的：以2-10℃/min的速度升温至250-350℃保温20-40min，然后再升温至400-800℃保温0.5-1.5h。

13.一种用于电极的多孔碳/碳纳米管复合材料，其特征在于，是利用权利要求1-12中任一项所述的方法制备得到的。