[发明专利]聚丙烯酰胺水凝胶基氮掺杂多孔碳的制备方法

权利要求书

1.聚丙烯酰胺水凝胶基氮掺杂多孔碳的制备方法其特征在于，制备方法包括以下步骤：

(1)先称取一定量的丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、亚硫酸钠置于盛有一定量蒸馏水的烧杯中，搅拌溶解后，再称取一定量过硫酸盐加入上述溶液中，继续搅拌至溶解后，搅拌下加热至50-80℃反应10-30分钟得到凝胶体；将制备的聚丙烯酰胺凝胶体，放入真空冷冻干燥机中干燥48小时，再将干燥后的凝胶研磨成细小颗粒备用；

(2)将干燥后的凝胶颗粒放入瓷舟中，置于管式炉中，通氮气20分钟，升温速率为3-10℃/min，升温至600～900℃，碳化1～3小时，自然冷却至室温后关闭氮气得到未活化氮掺杂多孔碳；

(3)再将未活化氮掺杂多孔碳研磨后与活化剂混合均匀放入瓷舟中，放置在管式炉中在氮气保护进行活化，升温速率为3-10℃/min，升温至600-900℃保温1h，然后在氮气保护下随炉冷却，待其冷却至室温后取出，将得到的样品用5mol/L盐酸中和，再用蒸馏水洗涤至PH＝7，在80℃干燥24h，得到氮掺杂多孔碳(标记为NC) 。

2.根据权利要求1中所描述的制备方法，其特征在于丙烯酰胺与蒸馏水用量比例为：m_丙烯酰胺∶m_蒸馏水＝1∶6-12(质量比) 。

3.根据权利要求1中所描述的制备方法，其特征在于丙烯酰胺和N，N-亚甲基双丙烯酰胺用量比例为：m_丙烯酰胺∶m_{N，N-亚甲基双丙烯酰胺}＝15-30∶1(质量比) 。

4.根据权利要求1中所描述的制备方法，其特征在于过硫酸盐是过硫酸铵或过硫酸钾的一种。

5.根据权利要求1中所描述的制备方法，其特征在于丙烯酰胺和过硫酸盐用量比例为：m_丙烯酰胺∶m_过硫酸铵＝10-30∶1(质量比) 。

6.根据权利要求1中所描述的制备方法，其特征在于过硫酸盐和亚硫酸钠用量比例为：m_过硫酸铵∶m_亚硫酸钠＝1-3∶1(质量比) 。

7.根据权利要求1中所描述的制备方法，其特征在于所述的活化剂为氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钠、碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾中一种或几种的混合物；所述的氮掺杂多孔碳(NC)与活化剂的质量比为1∶1～5。

8.根据权利要求1制备的氮掺杂多孔碳与导电炭黑、聚四氟乙烯(PTFE)乳液按照85∶10∶5(质量比)的比例混合，涂抹在1毫米厚的泡沫镍网集流体上，涂抹面积1×1cm，用压片机在10MPa压力下压制30秒，再放到电热鼓风干燥箱中80℃干燥12h，降至室温，制得超级电容器用电极材料。