[发明专利]超级电容器用中空球形多孔石墨烯的一步法制备方法

摘要

本发明公开一种超级电容器用中空球形多孔石墨烯的一步法制备方法，属于炭材料制备技术领域。该方法以可塑性的煤沥青为碳源，纳米氧化镁为导向模板，氢氧化钾为活化剂，三者干法研磨混合后的混合物转移至刚玉舟中，置于管式炉内在常压或负压的条件下进行加热，一步法制得超级电容器用中空球形多孔石墨烯材料。本发明直接以富含芳环、廉价的煤沥青为原料，大大简化了制备工艺，增加了操作安全性。本发明具有工艺简单、成本低廉以及适合工业化生产等优点，本发明制备的中空球形多孔石墨烯作为超级电容器电极，在6MKOH电解液中，在20A/g大电流密度下其比容达到194～244F/g，显示了极好的速率性能和很高的比容。

主权项

超级电容器用中空球形多孔石墨烯的一步法制备方法，其特征在于该方法具体步骤如下：（1）反应物的预处理：以正己烷可溶物为26.2wt%的煤沥青为原料，对煤沥青进行研磨后，称取一定量的粒径小于74μm的煤沥青放入研钵中，加入一定量的纳米级的氧化镁，再加入一定量的固体氢氧化钾，将所得三种反应物混合研磨1～2h，所述粒径小于74μm的煤沥青的质量占混合物总质量的11.1%～15.6%，所述纳米级的氧化镁的质量占混合物总质量的62.2%～66.7%；（2）中空球形多孔石墨烯的制备：将步骤（1）得到的反应物放入刚玉舟中，再将所述刚玉舟置于管式炉内，以60～80mL/min的流速通入惰性气体5～10min将所述管式炉内的空气排净后，使所述管式炉内气体的压力在常压或负压的条件下以5℃/min的升温速率将所述管式炉加热至150℃，恒温0.5h，继续以5℃/min的升温速率将所述管式炉加热至800℃，恒温1h后自然降温至室温，最后将得到的产物取出、磨碎后放入烧杯中，经酸洗、蒸馏水洗涤和干燥后得到超级电容器用中空球形多孔石墨烯。