[发明专利]多级次孔碳气凝胶材料、超级电容器电极材料及制法

权利要求书

1.一种多级次孔碳气凝胶材料，其特征在于，以石墨烯气凝胶为骨架，ZIF-8衍生碳为修饰微粒；

其中，所述ZIF-8衍生碳与石墨烯气凝胶的质量比为2：1～6：1，所述ZIF-8衍生碳的含氮量为5％～15％，直径为0.6～1.2μm；

所述多级次孔碳气凝胶材料的制备方法包括如下过程：

(1)将质量比为5：1～10：1的抗坏血酸与氧化石墨烯分散于水中得到预混液，将所述预混液经水热反应并干燥后，得到石墨烯气凝胶；

(2)在室温下，将所述石墨烯气凝胶置于六水合硝酸锌的甲醇溶液中进行第一浸泡后，取出置于二甲基咪唑的甲醇溶液中进行第二浸泡，将所述第一浸泡和第二浸泡进行3～6次循环，所述第一浸泡和第二浸泡每次浸泡的时间分别为6h～12h，得到石墨烯气凝胶-ZIF-8预复合材料；

在所述六水合硝酸锌的甲醇溶液中，硝酸锌的质量浓度为10g L^-1～15g L^-1，所述六水合硝酸锌的甲醇溶液与所述二甲基咪唑的甲醇溶液的质量浓度比为1:1.4～1.6；

(3)将所述石墨烯气凝胶-ZIF-8预复合材料在氮气气氛下升温至750～850℃进行煅烧，得到所述多级次孔碳气凝胶材料。

2.一种多级次孔碳气凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

(1)将质量比为5：1～10：1的抗坏血酸与氧化石墨烯分散于水中得到预混液，将所述预混液经水热反应并干燥后，得到石墨烯气凝胶；

(2)在室温下，将所述石墨烯气凝胶置于六水合硝酸锌的甲醇溶液中进行第一浸泡后，取出置于二甲基咪唑的甲醇溶液中进行第二浸泡，将所述第一浸泡和第二浸泡进行3～6次循环，所述第一浸泡和第二浸泡每次浸泡的时间分别为6h～12h，得到石墨烯气凝胶-ZIF-8预复合材料；

在所述六水合硝酸锌的甲醇溶液中，硝酸锌的质量浓度为10g L^-1～15g L^-1，所述六水合硝酸锌的甲醇溶液与所述二甲基咪唑的甲醇溶液的质量浓度比为1:1.4～1.6；

(3)将所述石墨烯气凝胶-ZIF-8预复合材料在氮气气氛下升温至750～850℃进行煅烧，得到所述多级次孔碳气凝胶材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)的所述预混液中，所述氧化石墨烯的质量浓度为0.5g L^-1～1g L^-1。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述水热反应的温度为90～95℃，时间为30min～60min。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述升温的速率为2℃min^-1～4℃min^-1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述升温的速率为2℃min^-1～4℃min^-1。

7.根据权利要求2、3或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在750～850℃下的保温时间为3h～4h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在750～850℃下的保温时间为3h～4h。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在750～850℃下的保温时间为3h～4h。

10.一种超级电容器电极材料，其特征在于，活性材料中含有权利要求1所述的多级次孔碳气凝胶材料或权利要求2～9中任一项所述的制备方法制得的多级次孔碳气凝胶材料。