[发明专利]一种层状结构纸基碳电极制备方法

权利要求书

1.一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1)将废纸浸泡在复合催化剂溶液中，浸透后取出，干燥；

步骤2)将活化剂和碳材料分散在水溶性热固性树脂中，得到活化剂-碳材料-水溶性热固性树脂混合溶液；

步骤3)将浸有复合催化剂的废纸浸泡在所述活化剂-碳材料-水溶性热固性树脂混合溶液中，浸透后取出，干燥；

步骤4)将上述干燥后的废纸逐层叠加，热压胶合，得到纸基-树脂复合材料；

步骤5)把所述纸基-树脂复合材料放置在夹板中，烧结，冷却，洗涤，得到纸基层状电极材料；

其中，所述步骤1)中复合催化剂溶液为硼酸盐和金属盐按等摩尔比浓度、等体积混合而成；

所述步骤2)中所述水溶性热固性树脂的固含量为50％，其中，活化剂：碳材料：水溶性热固性树脂的质量比为5～20：1～10：10～50。

2.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述复合催化剂溶液的浓度为0.5～5mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤4)中热压胶合的温度为120℃-160℃。

4.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤5)中所述纸基-树脂复合材料夹在刚玉板之间，置于烧结炉中惰性气体保护，以2-6℃/min的升温速度升温至800℃-1200℃的温度，保温烧结1-4h，冷却后用去离子水洗涤至中性，得到具有层状结构的纸基层状电极材料。

5.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述废纸为废旧打印纸、卫生纸、餐巾纸、废报纸、旧书的废纸或瓦楞纸板中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤1)中金属盐为铁盐、钴盐、镍盐中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述活化剂为碱性活化剂，碱性活化剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氢氧化钾或氢氧化钠中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤2)中碳材料为活性炭、多孔碳、石墨烯、氧化石墨烯或碳纳米管中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法，其特征在于，所述步骤2)中水溶性热固性树脂为水溶性酚醛树脂、水溶性呋喃树脂、水溶性环氧树脂或水溶性糠醛树脂中的一种或几种。