[发明专利]一种利用铵盐提高玉米秸秆碳基超电材料容量的方法

说明书

本发明属于能源材料技术领域，具体涉及利用铵盐提高玉米秸秆碳基超电材料容量的方法。本发明的方法包括：(1)预处理：对秸秆切段，加入铵盐，再加纯水后于高压釜中并密封后进行水热反应获得初步产物，抽滤，获得样品；将样品在干燥箱中干燥，得到产物碳；(2)焙烧碳化：将(1)中的产物碳置于管式炉里，在气体保护下，升温，保温，碳化，获得碳化样品；(3)涂布：称量碳化样品与聚四氟乙烯混合研磨，直至其被粉碎成微小颗粒，在研磨好的物料中添加异丙醇使其溶解，均匀涂在干净的碳布上；(4)测试电化学性能。本发明操作简单，可循环利用，具有对环境无毒、所需温度低、产量高的特点，无需复杂昂贵的仪器设备，且商业应用价值高。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体涉及一种利用铵盐祛除玉米秸秆中碳的钙杂质从而提高玉米秸秆碳基超电材料容量的方法。

背景技术

新型超级电容器具有更高的能量密度和更加环保安全等特点，而逐渐走入人们的视线，它的负极电极材料大多数是碳电极材料。但是，矿物碳资源日益减少，需要我们寻找更好的碳源来取代传统碳材料，作为天然高分子，就可持续性、成本和性能而言，生物质是优异的碳前体^[4]，丰富易得、成本低的可再生生物质资源因此成为能源领域的研究热点。关键是将其制备成先进，高效储能材料，然而植物碳材料含有大量非导电材料，限制它作为电极材料在能源领域中广泛应用，急需找到一种简单有效的方法来祛除这些非导电材料，使其能在锂电和超级电容器中得到有效应用，以满足农村的科技兴农政策和能源领域中对先进、高效的储能材料的需求。

从目前的研究成果可以看出，可再生生物质碳基超电材料发展迅速(孙中新.基于杉树皮的多级孔碳材料的制备及其在超级电容器中的应用[D].华南农业大学,熊峰.基于生物质碳功能材料的超级电容器研究[D].中南林业科技大学,武中钰.碳基超级电容器电极材料制备及其电化学性能研究[D].南京大学,B.E.Conway,ElectrochemicalSupercapacitors:Scientific Fundamentals and Technological Applications[M].Berlin:Springer,1999.J.Zhang,J.Jiang,H.Li and X.Zhao.A high-performanceasymmetric supercapacitor fabricated with graphene-based electrodes[J].EnergyEnviron Science,2011,4,4009–4015Y.Zhu,S.Murali,M.D.Stoller,K.Ganesh,W.Cai,P.J.Ferreira,A.Pirkle,R.M.Wallace,K.A.Cychosz and M.Thommes.Carbon-BasedSupercapacitors Produced by Activation of Graphene[J].Science,2011,332,1537–1541D.Pech,M.Brunet,H.Durou,P.Huang,V.Mochalin,Y.Gogotsi,P.L.Taberna andP.Simon.Ultrahigh-power micrometre-sized supercapacitors based on onion-likecarbon[J].Nat Nanotechnol,2010,5,651–654B.Yao,L.Yuan,X.Xiao,J.Zhang,Y.Qi,J.Zhou,J.Zhou,B.Hu and W.Chen.Paper-based solid-state supercapacitors withpencil-drawing graphite/polyaniline networks hybrid electrodes[J].NanoEnergy,2013,2,1071–1078)。但其储能容量却不乐观，在发明人的前期工作中发现，祛除玉米秸秆中碳的钙杂质后，储能性能有明显提高。

因此，研究、设计、寻找一种简单有效的祛除玉米秸秆中碳的钙杂质从而提高玉米秸秆碳基超电材料容量的方法是非常亟需。

发明内容