[发明专利]一种超级电容器用碳材料的制备方法

摘要

本发明提供一种超级电容器用碳材料的制备方法。该方法以价廉易得的果皮蔬菜等生物质为原料，通过硫脲水热处理、除杂处理、冷冻干燥处理、煅烧处理、碱/微波活化处理等步骤得到超级电容器用碳材料。该材料具有层状结构、比表面积大的特点，且由于制备过程中经历了硫脲水热的步骤从而引入了硫脲分子中的S和N、有效提高了材料的比容，因此由该材料制备的电极具有比容大、循环稳定性好的特点。本发明以西瓜皮、柚子皮等废弃物和地瓜、萝卜等廉价蔬菜为原料，不仅降低了生产成本，还符合环境保护的可持续发展战略，有重要推广价值。

主权项

一种超级电容器用碳气凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下工序：①水热：将块状生物质原料完全浸于装有硫脲溶液的反应釜中，将反应釜密封后置于190～220℃的烘箱中保温4～8小时，然后冷却到室温、取出块状水凝胶；②除杂：将①中得到的块状水凝胶依次在无水乙醇和纯水中各浸泡3次、每次8小时以除去杂质；③冷冻干燥：将②中得到的除杂后的块状水凝胶在‑50℃下预冻6小时，再在‑60℃、1Pa压强下冷冻干燥48小时得到块状气凝胶；④煅烧：将③中得到的块状气凝胶在氩气氛围下于800～900℃条件下煅烧1～2小时，冷却后将气凝胶研磨成凝胶粉末；⑤活化：将④中得到的凝胶粉末与KOH固体以质量比1:1的方式混合后在氩气氛围下于800～850℃条件下煅烧0.5～1小时，冷却后用0.1M HCl调节pH值至中性，抽滤，然后于60～80℃条件下真空干燥10～12小时，再于600～900W功率下微波处理5～10分钟，即得超级电容器用碳气凝胶材料；所述生物质原料为西瓜皮、柚子皮、地瓜和萝卜；所述硫脲溶液的质量百分浓度为5％～15％，体积为生物质原料体积的5～15倍。