[发明专利]一种猪蹄甲多孔碳及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及多孔碳材料技术领域，提供了一种猪蹄甲多孔碳及其制备方法和应用。本发明提供的猪蹄甲多孔碳的制备方法，包括以下步骤：将猪蹄甲与弱碱盐和水混合后烘干，得到混合物；将所述混合物进行活化，得到活化物；将所述活化物在酸液浸泡后依次进行洗涤和烘干，得到猪蹄甲多孔碳。本发明以价廉易得的猪蹄甲为原料制备多孔碳，制备方法简单，无需在制备过程中掺加氮、氧杂原子，即可制备得到富含氮氧的猪蹄甲多孔碳；且制备得到的猪蹄甲多孔碳具有较好的电化学性能。实施例结果表明，在1A/g下，猪蹄甲多孔碳的质量比容量为207～308.4F/g。

技术领域

本发明涉及多孔碳材料技术领域，尤其涉及一种猪蹄甲多孔碳及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的发展，人们对便携式电子设备的需求越来越大，进而使得对超级电容器的需求量也越来越大。目前商用超级电容器主要是双电层电容器，它依靠电极和电解质界面之间的双电层来储存电荷，其中电极材料主要有石墨烯、碳纳米管、模板碳和生物质衍生碳。生物质衍生碳主要是利用自然界中的一些生物质如酸奶、头发丝、莲花粉、蚕丝等进行高温处理来得到碳材料，虽然部分生物质衍生碳性能不错，但是原料难收集、价格昂贵，限制了生物质衍生碳的发展。因此提供一种容易收集、价格低廉且电化学性能好的生物质衍生碳具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种猪蹄甲多孔碳及其制备方法和应用，本发明提供的猪蹄甲多孔碳由猪蹄甲经过处理得到，猪蹄甲容易收集且价格低廉，而且本发明提供的猪蹄甲多孔碳的电化学性能较好。

本发明提供了一种猪蹄甲多孔碳的制备方法，包括以下步骤：

(1)将猪蹄甲与弱碱盐和水混合后烘干，得到混合物；

(2)将所述混合物进行活化，得到活化物；

(3)将所述活化物在酸液中浸泡后，依次进行洗涤和烘干，得到猪蹄甲多孔碳。

优选的，所述猪蹄甲与弱碱盐和水混合前，对猪蹄甲进行预处理，所述预处理包括以下步骤：将猪蹄甲灭菌消毒后，剪成小块，然后研磨成粉，得到预处理后的猪蹄甲。

优选的，所述弱碱盐包括碳酸钾、碳酸氢铵和碳酸氢钠中的一种或多种。

优选的，所述步骤(1)中猪蹄甲和弱碱盐的质量比为1:0.5～6。

优选的，所述步骤(2)中活化的温度为600～900℃，由室温升温至活化温度的升温速率为2～5℃/min，升温至活化温度后的保温时间为0.5～2h。

优选的，所述步骤(3)中酸液为稀盐酸或稀硫酸，所述稀盐酸和稀硫酸的浓度独立地为0.5～1.0mol/L。

优选的，所述步骤(3)中将活化物浸泡在酸液中，直至没有气泡冒出，再进行后续的洗涤和烘干。

本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的猪蹄甲多孔碳，所述猪蹄甲多孔碳中碳、氢、氧和氮元素总质量分数≥95％，所述猪蹄甲多孔碳为无定型碳，所述猪蹄甲多孔碳的BET比表面积为1500～2600m²/g，所述猪蹄甲多孔碳的总孔容为0.5～1.3cm³/g。

本发明还提供了上述技术方案所述猪蹄甲多孔碳作为吸附材料或者电极材料的应用。