[发明专利]生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法

权利要求书

1.一种生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将巴尔沙木沿树木生长的纵向进行切割，得到巴尔沙木片；

(2)将巴尔沙木片进行稳定化处理，然后进行碳化，接着进行打磨、清洗和干燥，得到巴尔沙木碳片；

(3)将巴尔沙木碳片置于含有活化剂的水溶液中进行浸泡，然后进行活化、洗涤和干燥；

(4)将步骤(3)得到的材料浸泡于Ni(NO₃)₂溶液中，接着进行冷冻干燥；

(5)采用化学气相沉积法在步骤(4)得到的材料上原位生长碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，巴尔沙木片的厚度为3-6mm。

3.根据权利要求1所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述稳定化处理为在空气或氩气保护中进行保温处理，保温的温度为200-300℃，保温的时间为4-8h。

4.根据权利要求1或3所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述碳化过程在惰性气氛中进行；

优选地，所述惰性气氛的流速为100-600sccm；

优选地，所述碳化的温度为900-1150℃，碳化的时间为4-12h。

5.根据权利要求1所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述活化剂选自KOH、NaOH、Na₂CO₃、MgCl₂、ZnCl₂和H₃PO₄中的至少一种；

优选地，所述含有活化剂的溶液中活化剂的浓度为1-6mol/L；

优选地，所述浸泡的温度为20-90℃，浸泡的时间为6-24h。

6.根据权利要求1或5所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述活化在惰性气氛中进行；

优选地，所述惰性气氛的流速为100-600sccm；

优选地，所述活化的温度为600-1200℃，活化的时间为1-5h。

7.根据权利要求1所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，浸泡于Ni(NO₃)₂溶液中的时间为6-24h，浸泡温度为20-90℃；

优选地，所述Ni(NO₃)₂溶液中Ni(NO₃)₂的浓度为0.01-1mol/L。

8.根据权利要求1或7所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)包括如下步骤：将碳源在30-80℃蒸发，然后由运载气体带入步骤(4)得到的材料上负载有Ni催化剂的活化碳片反应区进行碳纳米管生长。

9.根据权利要求8所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，所述碳源为溶解有辅助催化剂二茂铁的二甲苯溶液；

优选地，所述二茂铁在二甲苯中的浓度为0.01g/mL-0.1g/mL；

优选地，所述运载气体为氩气和/或氢气；

优选地，氩气的流速为0-1000sccm，氢气的流速为0-1000sccm。

10.根据权利要求8所述的生物质多孔碳与碳纳米管耦合的自促进储能电极的制备方法，其特征在于，碳纳米管的生长温度为600-1000℃，生长时间为5-120min。