[发明专利]多孔碳材料的制备方法、碳-硒复合材料及修饰玻碳电极

说明书

本发明公开一种多孔碳材料的制备方法、碳‑硒复合材料及修饰玻碳电极，涉及碳材料技术领域。所述多孔碳材料的制备方法包括以下步骤：在密闭、氮气保护条件下，加热植物性纤维废弃物至碳化，得活化碳材料；将所述活化碳材料浸泡在酸液中初步脱灰，洗涤干燥后得初级碳材料；将所述初级碳材料加入到氢氧化钠溶液中，加热回流至除去杂质，得多孔碳材料。本发明将植物性纤维废弃物置于密闭的、无氧环境下进行高温碳化，使植物性纤维废弃物高温热解时产生的水分子成为活化时所需的造孔剂，使碳化、活化过程可以一步完成，有效缩短了生产耗时，降低了生产成本，解决了目前制造多孔碳材料方法耗时多、成本高的缺陷。

技术领域

本发明涉及碳材料技术领域，特别涉及一种多孔碳材料的制备方法、碳-硒复合材料及修饰玻碳电极。

背景技术

能源短缺、环境污染以及生物质资源浪费问题成为了全社会关注的焦点。随着现代化工业的快速发展，煤、石油、天然气等不可再生能源的大量开采与使用，一方面引发了严重的能源危机，另一方面也对生态系统产生了负面影响。在最近几年的研究中，作为最重要的电化学储能设备之一，超级电容器针对未来能源危机问题提供了一种具有前景的技术。高性能的电极材料是决定超级电容器电容量的关键。由于优异的导电性以及能够快速吸附离子而形成双电子层的特性，碳基材料已被广泛应用于超级电容器的电极材料。

碳材料的制备通常需要经过高温碳化和活化两步。具体来说，是将原材料置于惰性气体流中，通过高温加热进行碳化；然后置于造孔剂环境中对其进行活化，例如，掺入氧化镁后高温加热，从而可以获得具有较高比表面积和孔隙结构发达的多孔碳材料。然而，立足于工艺化流程的角度，两步制备多孔碳材料，这无疑增加了所需成本和时间。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种多孔碳材料的制备方法、碳-硒复合材料及修饰玻碳电极，旨在解决目前制造多孔碳材料方法耗时多、成本高的缺陷。

为实现上述目的，本发明提出一种多孔碳材料的制备方法，包括以下步骤：

在密闭、氮气保护条件下，加热植物性纤维废弃物至碳化，得活化碳材料；

将所述活化碳材料浸泡在酸液中初步脱灰，洗涤干燥后得初级碳材料；

将所述初级碳材料加入到氢氧化钠溶液中，加热回流至除去杂质，得多孔碳材料。

可选地，所述在密闭、氮气保护条件下，加热植物性纤维废弃物至碳化，得活化碳材料的步骤中，所述植物性纤维废弃物包括谷壳、秸秆、麦麸中的一种或多种。

可选地，所述在密闭、氮气保护条件下，加热植物性纤维废弃物至碳化，得活化碳材料的步骤包括：

将植物性纤维废弃物加入到密闭的管式炉中，以氮气为保护气体，升温至400℃～1000℃碳化1.8～2.2h，降温冷却，得活化碳材料。

可选地，所述升温的速率为3～4℃/min；和/或，

所述降温的速率为3～4℃/min。

可选地，所述在密闭、氮气保护条件下，加热植物性纤维废弃物至碳化，得活化碳材料的步骤之前还包括：将植物性纤维废弃物用水洗涤后干燥处理。

可选地，所述将所述活化碳材料浸泡在酸液中初步脱灰，洗涤干燥后得初级碳材料的步骤中，

所述酸液为质量浓度为8～10(w/w)％的盐酸溶液。

可选地，所述将所述活化碳材料浸泡在酸液中初步脱灰，洗涤干燥后得初级碳材料的步骤中，

所述浸泡时间为3～4h。

可选地，所述将所述初级碳材料加入到氢氧化钠溶液中，加热回流至除去杂质，得多孔碳材料的步骤中，所述氢氧化钠溶液的浓度为1～2mol/L；和/或，