[发明专利]一种纤维素基三维多孔碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将纤维素和活化剂进行干粉混合处理，获得混合物；其中，所述纤维素为乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧乙基纤维素和羟乙基纤维素中的一种或多种；所活化剂为碳酸氢钠和氢氧化钾中的一种或两种；

将获得的混合物在惰性气体氛围下，进行高温处理，获得处理后产物；其中，所述高温处理采用阶梯升温法，最终升温至800℃以上；

将所述处理后产物清洗、干燥，获得纤维素基三维多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，获得的纤维素基三维多孔碳材料为反蛋白石结构活性炭材料。

3.根据权利要求1所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述进行高温处理时，采用可通气管式炉。

4.根据权利要求1所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述将纤维素和活化剂进行干粉混合处理，获得混合物的过程中，所述纤维素与所述活化剂的质量比例为1:(1～4)。

5.根据权利要求1所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体氛围为氮气、氩气或氦气氛围。

6.根据权利要求1所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述将所述处理后产物清洗、干燥的过程中，清洗的具体步骤包括：

将所述处理后产物与盐酸中浸泡12h以上；

抽滤，获得酸洗后产物；

将酸洗后产物用去离子水清洗，获得清洗后的产物。

7.根据权利要求1所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述高温处理具体包括：

升温速度为1～3℃/min，升温至200℃，保温时间为2～4h；

升温速度为3～5℃/min，升温至500℃，保温时间为2～4h；

升温速度为5～10℃/min，升温至800℃以上，保温时间为2～4h。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的制备方法制备获得的纤维素基三维多孔碳材料。

9.一种权利要求8所述的纤维素基三维多孔碳材料的应用，其特征在于，用于作为锂硫电池正极材料。

10.根据权利要求9所述的一种纤维素基三维多孔碳材料的应用，其特征在于，纤维素基三维多孔碳载硫的电池放电比容量在1000mAh/g以上，容量保持率在99％以上；

在经过1C大电流循环后，容量能够回到初始0.2C的98.75％；首圈放电比容量能够达到1550mAh/g，经过100圈循环后，每圈的衰减率为0.04％。