[发明专利]一种氮掺杂分级多孔碳材料及其超级电容器制备中的应用

权利要求书

1.一种氮掺杂分级多孔碳材料，其特征在于，所述分级多孔碳材料通过如下方法制备得到：

S1.将分子筛干燥除水后，浸泡在液态糠醇中，浸泡压力为300MPa，浸泡时间40min；

S2.取出S1中浸泡后的分子筛，除去表面糠醇，在惰性气体下进行糠醇在分子筛中的聚合反应，反应温度为20～300℃，反应时间12-72h；

S3.将S2中聚合反应分子筛在惰性气体氛围下加热至500～1200℃，升温速率为1～10℃/min，加入含乙烯的惰性气体，反应12～72h，继续在惰性气体下热处理得到分子筛/碳复合材料，其中热处理温度500～1200℃，热处理时间3～72h，含乙烯的惰性气体中乙烯体积含量为0.2～5％；

S4.将S3的分子筛/碳复合材料的分子筛骨架溶解，洗涤烘干得到分子模板碳；

S5.在氨气氛围下，将分子模板碳退火处理制备得到氮掺杂分级多孔碳材料，其中退火处理温度为500～1200℃，处理时间为10～1440min，升温速率为1～10℃/min，氨气流速为10～300sccm；

所述氮掺杂分级多孔碳材料包括孔径为2.5nm的孔。

2.如权利要求1所述氮掺杂分级多孔碳材料，其特征在于，S2中所述反应温度为80℃，反应时间24h，气体流速为200sccm。

3.如权利要求1所述氮掺杂分级多孔碳材料，其特征在于，S3中所述含乙烯的惰性气体的加入流量为150mL/min，乙烯体积含量为2.5％。

4.如权利要求3所述氮掺杂分级多孔碳材料，其特征在于，S3中所述热处理温度为900℃，热处理时间为3h。

5.如权利要求1所述氮掺杂分级多孔碳材料，其特征在于，S5中所述退火处理温度为750～800℃，处理时间为60～120min。

6.如权利要求5所述氮掺杂分级多孔碳材料，其特征在于，S5中所述升温速率为1～10℃/min，氨气流速为10～300sccm。

7.权利要求1～6任意一项所述氮掺杂分级多孔碳材料在制备超级电容器中的应用。

8.一种超级电容器正极材料，其特征在于，由如下方法制备得到：将权利要求1～6任意一项所述氮掺杂分级多孔碳材料、炭黑、聚偏氟乙烯的混合物与1-甲基-2-吡咯烷酮混合成浆状物质，将浆状物质均匀涂覆在基底上制备得到超级电容器正极材料，其中氮掺杂分级多孔碳材料、炭黑、聚偏氟乙烯的质量比为5～9:1:1。

9.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的正极为权利要求8所述方法制备得到的超级电容器正极材料，负极为含锌单质材料，电解液为含锌的水系电解液或含锌的凝胶电解质。