[发明专利]高比电容超厚生物炭、生物炭单片电极及生物炭复合电极

权利要求书

1.生物炭，其特征在于：由以下方法制备得到：

A、原料准备：将木材切割成木块，经干燥后，得干燥木块；

B、热解：干燥木块在惰性气体保护下进行热解，得生物炭；所述热解按以下方式控制：热解过程中，温度低于200℃时，升温速率不超过60℃/h，然后于200±10℃恒温停留2～6h，温度在200℃～600℃之间时，升温速率为15～30℃/h，温度高于600℃时，升温速率为20～40℃/h；温度升至200±10℃后，热解温度每升高200℃恒温停留0.1～0.3h，然后继续升温；热解过程的最终温度不低于800℃。

2.根据权利要求1所述的生物炭，其特征在于：步骤A中，所述干燥的温度为60～100℃。

3.生物炭，其特征在于：由以下方法制备得到：

a、原料准备：将木材切割成木块，经干燥后，得干燥木块；

b、表面溶剂化预处理：配置亚硫酸钠和氢氧化钠混合溶液并加热至沸腾，然后将干燥木块置于混合液中蒸煮，进行表面溶剂化预处理；

c、表面清洗：将经过表面溶剂处理的木块洗涤，去除残留在木块上的氢氧化钠和亚硫酸钠；

d、致密化：将清洗后的木块进行致密化挤压处理，然后将挤压后的木块烘干；

e、热解：将挤压烘干后的木块在惰性气体保护下进行热解，得生物炭；所述热解按以下方式控制：热解过程中，温度低于200℃时，升温速率不超过60℃/h，然后于200±10℃恒温停留2～6h，温度在200℃～600℃之间时，升温速率为15～30℃/h，温度高于600℃时，升温速率为20～40℃/h；温度升至200±10℃后，热解温度每升高200℃恒温停留0.1～0.3h，然后继续升温；热解过程的最终温度不低于800℃；

步骤b中，所述氢氧化钠和亚硫酸钠混合溶液的总浓度为2～4mol/L，其中，氢氧化钠和亚硫酸钠的摩尔浓度比为8～5：1；

步骤d中，致密化挤压处理时，挤压压力为3～8MPa，挤压时间为12～24h。

4.根据权利要求3所述的生物炭，其特征在于：步骤b中，表面溶剂化预处理的时间为2～8h。

5.根据权利要求4所述的生物炭，其特征在于：步骤b中，表面溶剂化预处理的时间为4～6h。

6.根据权利要求3所述的生物炭，其特征在于：步骤c中，经过表面溶剂处理的木块在煮沸的去离子水中进行煮洗，单次煮洗时间不低于10min，煮洗次数不低于6次。

7.根据权利要求3～6任一项所述的生物炭，其特征在于：步骤d中，致密化挤压处理时，挤压压力为4～6MPa。

8.生物炭单片电极，其特征在于：将权利要求1～7任一项所得生物炭切片打磨，制得生物炭单片电极。

9.根据权利要求8所述的生物炭单片电极，其特征在于：所述生物炭单片电极的厚度不小于600μm。

10.生物炭复合电极，其特征在于：以权利要求8或9所述生物炭单片作为载体，负载具有电化学活性的过渡金属氧化物，得单片生物炭/金属氧化物复合电极。