[发明专利]一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料

权利要求书

1.一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述活性炭由木质类原料、海藻类原料和农作物秸秆类原料经过预处理后混合碳化而成；其中木质类原料选用竹屑，海藻类原料选用马尾藻，农作物秸秆类原料选用棉花秸秆。

2.根据权利要求1所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

S1：将预处理过的棉花秸秆粉末、竹屑粉末和马尾藻粉末混合后放置在管式炉当中，通入混合气体，以升温速率0.2～0.4℃/min从室温升至340～360℃并在该温度下保温活化1.5～2h，然后以升温速率0.6～0.8℃/min升至680～700℃，在该温度下碳化4～6h，自然冷却，得到混合物I；

S2：将混合物I加入到碱性溶液中搅拌活化1～1.5h，然后再加入柠檬酸，搅拌1～2h，过滤，用蒸馏水洗涤3次，其中混合物I、柠檬酸和碱性溶液的质量体积比为(50～70)g:(26～33)g:(120～150)mL，在80℃下干燥，然后加入到研磨机中，再加入三氯化铁，其中混合物I和三氯化铁的质量比为1:0.04～0.09，研磨过200目筛网，然后放置在管式炉当中，通入氮气，在780～810℃下活化2～3h，冷却，得到所述活性炭材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述的棉花秸秆的预处理方法包括：

1)将棉花秸秆用蒸馏水洗涤干净，然后在100℃下干燥10～11h，然后研磨过100目筛网，备下步使用；

2)将上步1)的棉花秸秆碎末浸泡在5mol/L的氢氧化钠溶液中2～3h，然后过滤洗涤至中性，然后浸泡在浓度为4～8wt％的乙酸溶液中5～6h，过滤洗涤，在100℃下干燥3～5h，备下步使用；

3)将上步2)得到的棉花秸秆碎末和壳聚糖混合研磨，其中棉花秸秆碎末和壳聚糖的质量比为1:0.14～0.17，然后放置在管式炉中在氮气氛围，500～520℃下焙烧5～8h，冷却研磨过160目筛网得到棉花秸秆粉末。

4.根据权利要求1或2所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述的竹屑的预处理方法包括：

1)将竹屑用无水乙醇溶液洗涤，然后在120～125℃下干燥12～15h，冷却后研磨过100目筛网，备下步使用；

2)将上步1)的竹屑碎渣浸泡在5.5～5.8mol/L的氢氧化钾溶液中8～10h，用蒸馏水洗涤至中性，然后再浸泡在3～4mol/L盐酸溶液中2～3h，用蒸馏水洗涤至中性，在120℃下干燥4～6h，备下步使用；

3)将上步2)的竹屑碎渣和壳聚糖混合研磨，其中竹屑碎渣和壳聚糖的质量比为1:0.12～0.14，然后放置在管式炉当中氮气氛围550～570℃下焙烧6～8h，冷却过180目筛网得到竹屑粉末。

5.根据权利要求1或2所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述的马尾藻的预处理方法包括：

1)将马尾藻用蒸馏水反复清洗干净，然后在100～105℃下干燥4～6h，然后在研磨过60目筛网；

2)将上步干燥后的马尾藻和壳聚糖混合研磨，其中干燥马尾藻和壳聚糖的质量比为1:0.13～0.16，充分研磨后放置在管式炉当中，通氮气，在420～460℃下烧培6～8h，冷却研磨过120目筛网，得到马尾藻粉末。

6.根据权利要求2所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述的棉花秸秆粉末、竹屑粉末和马尾藻粉末的质量比为(0.51～0.66):(0.34～0.5):(0.3～0.42)。

7.根据权利要求2所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述的混合气体是含量比为0.6:0.4的氮气和氧气混合气体；混合气体的流速为0.3～0.6L/min。

8.根据权利要求2所述的一种应用于超级电容器电极材料的活性炭材料，其特征在于，所述的碱性溶液为3mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中的任意一种。