[发明专利]一种超级电容器用高比表面积介孔-微孔炭微球及其制备方法

摘要

一种超级电容器用高比表面积介孔-微孔炭微球及其制备方法，以苯乙烯为单体、SBA-15为介孔模板剂和聚磷酸铵为多功能助剂制备聚苯乙烯微球；再将聚苯乙烯微球交联、碳化、刻蚀即可得到高比表面积的聚苯乙烯基介孔-微孔炭微球。该制备方法的特点为采用聚磷酸铵为多功能助剂，无需酸碱活化，即可获得超级电容器用高比表面积、N与P共掺杂的介孔-微孔炭微球。所得的材料比表面积为1168～1476m²/g，孔容为1.069～1.341cm³/g，当介孔-微孔炭微球用于超级电容器电极材料时，在水系电解液中获得的比电容为132.5～175.6F/g。这非常适合于超级电容器用电极材料。

主权项

一种超级电容器用高比表面积介孔‑微孔炭微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将PVPK‑30和SBA‑15溶于乙醇中，得到溶液A；将聚磷酸铵溶于水中，得到溶液B；将溶液A和溶液B加入到反应器中，然后将苯乙烯和AIBN混合均匀后，滴入到反应器中，搅拌下继续反应10～15h后，结束反应自然冷却至室温，得到乳液；将乳液进行分离、干燥，得到白色粉末状产品，即为聚苯乙烯微球；其中，PVPK‑30、SBA‑15、聚磷酸铵、苯乙烯、AIBN的比为(1～3)g：(1～5)g：(1～5)g：(18～20)g：(0.1～0.5)g；(2)将聚苯乙烯微球和无水氯化铝混合均匀后加入到反应容器中，然后加入正庚烷，搅拌下混匀后，再滴加四氯化碳，滴毕后于55～65℃下交联反应12～16h后老化，得到交联聚苯乙烯微球；其中，聚苯乙烯微球：无水三氯化铝：四氯化碳：正庚烷的用量比为(5～10)g：(2～5)g：(50～100)mL：(50～100)mL；(3)将交联聚苯乙烯微球在惰性气体保护下碳化，得到聚苯乙烯基炭材料；(4)将聚苯乙烯基炭材料加入到氢氟酸中，搅拌以使刻蚀完全，然后过滤、水洗、干燥得到聚苯乙烯基介孔‑微孔炭微球。