[发明专利]高性能纤维素溶液凝胶纳米碳材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种高性能纤维素溶液凝胶纳米碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过NaOH溶液对纤维素溶液进行低温碱溶，得到纤维素碱溶液；

S2：将S1中获得的纤维素碱溶液离心分离去杂，取离心后获得的澄清液，干燥，凝胶，得到纤维素凝胶，所述凝胶的加热温度为60-80℃，加热时间为8-12h；

S3：将S2中得到的纤维素凝胶进行冻干，加入ZnCl₂并分散均匀并在450~550℃下进行活化，得到表面有机锌化合物，采用液氮进行冻干过程，加入ZnCl₂的量与冻干后纤维素凝胶的质量比为1:1；

S4：将S3中得到的表面有机锌化合物在惰性气体氛围下碳化，得到纤维素凝胶碳化物；

S5：将S4中得到的纤维素凝胶碳化物进行酸洗、去离子水洗至中性，烘干，得到纤维素溶液凝胶纳米碳材料；

S1中所述低温碱溶的过程中纤维素/NaOH/去离子的质量比：4:7：89；

S1中所述低温碱溶过程中通过300-500r/min的搅拌促进溶解，搅拌时间为5-10min，搅拌的温度环境为-13℃；

S2中所述离心分离去杂时采用的离心机转速为8000-10000r/min，离心时间为5min；

S4中所述碳化的温度为600-800℃，碳化时间为2-5 h。

2.一种由权利要求1所述制备方法获得的纤维素溶液凝胶纳米碳材料。

3.一种权利要求2中纤维素溶液凝胶纳米碳材料在超级电容器中的应用，其特征在于，将纤维素溶液凝胶纳米碳材料与碳黑和PTFE混合，并在超声氛围下进行分散，得到用于超级电容器的纤维素溶液凝胶的电极材料。

4.根据权利要求3所述的一种纤维素溶液凝胶纳米碳材料在超级电容器中的应用，其特征在于，所述纤维素溶液凝胶纳米碳材料、碳黑和PTFE的质量比为8:(0.8-1.2):(0.8-1.2)。