[发明专利]一种提高生物质衍生碳材料本征性能及再生利用的方法

权利要求书

1.一种提高生物质衍生碳材料本征性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将生物质材料用去离子水洗涤，烘干后，磨成粉末；

(2)将步骤(1)得到的粉末、锌盐与水混合，于50～90℃条件下烘至胶状，在惰性气氛中700～1000℃条件下热解1～6h，冷却后，将所得碳粉浸入酸性溶液中浸泡2～24h，并用去离子水洗涤至中性；

(3)将步骤(2)获得的碳粉与去离子水混合，放入超声波反应器中进行超声处理；

(4)将步骤(3)获得的样品放入离心机内进行离心处理，干燥后即可。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的生物质材料包括腐竹、菠菜、花粉、竹荪；烘干温度为40～60℃，粉末粒径为20～200目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的锌盐包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌，所述的粉末、锌盐与水的重量比在0.2：1：10～3：1：50之间；所述惰性气氛包括氩气、氦气、氮气；所述的酸性溶液包括硫酸溶液、盐酸溶液和硝酸溶液，酸性溶液的浓度为0.1～2M。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中碳粉与去离子水的重量比为1：50～1：200，超声处理的参数如下：功率为100～500w；磁力搅拌转速为100～1000rpm；反应时间为1～8h，其中超声聚能总时间100～1200秒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中离心处理的条件为：离心转速为4000rpm，离心时间为5～30min。

6.权利要求1-5任一项所述的方法制得的碳材料。

7.权利要求6所述的碳材料在燃料电池、超级电容器及金属空气电池中应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的碳材料作为电极材料。

9.权利要求6所述的碳材料的再生利用的方法，其特征在于，将所述的碳材料制备成电极进行电化学性能评价后，将碳材料从支撑电极上取下来，再放入超声反应器中进行超声处理，离心干燥后完成再生。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，电化学性能评价时使用的电解质是O₂饱和的0.1MKOH溶液；电化学性能评价评价包括动电位极化曲线、循环伏安测试；超声处理的参数如下：功率为100～500w；磁力搅拌转速为100～1000rpm；反应时间为1～8h，其中超声聚能总时间100～1200秒。