[发明专利]一种基于核桃壳的高电容性能的分级多孔炭的制备方法

摘要

本发明涉及电化学储能材料领域，具体为一种基于核桃壳的高电容性能的分级多孔炭的制备方法。该方法直接以原料丰富、价格低廉的生物质核桃壳为原料，以稀盐酸为反应介质，采用微波处理数分钟即得到部分纤维结构扩张的前驱体产物；经过洗涤干燥处理后，以KOH浸泡处理后，再高温700‑900℃碳化处理1‑2h，即得到碳化物，再依次稀酸洗涤、水洗、干燥处理后，便可得到孔结构丰富的分级多孔炭材料。最后，将所制备的多孔炭材料用作超级电容器电极材料。本发明不仅提供了一种绿色、环保、低成本、快捷地制备分级多孔炭材料的方法，该方法具有很好的普适性，大大提高低附加值的生物质材料的经济价值，也为超级电容器提供一种高性能的电极材料。

主权项

一种基于核桃壳的高电容性能分级多孔炭的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）原料粉碎 将核桃壳浸泡在蒸馏水中去除表面杂质，然后置于60℃的烘箱中烘干至恒重，再用粉碎机粉碎，得到粉末状核桃壳粉，过60目筛，得到核桃壳粉末；（2）微波预活化 称取5.0‑10.0g核桃壳粉末加入到装有2mol/L盐酸溶液的锥形瓶中，保持固体质量g：液体体积mL的比例=1:10~15，搅拌0.5h~1h，然后将其转移到微波炉中，在320W‑800W的微波功率条件下加热处理一段时间，得到深棕色糊状物，自然冷却后进行抽滤，用蒸馏水反复洗涤至中性，烘箱中80‑100℃干燥12h，得预处理后的核桃壳粉末；（3）干燥 按比例称取预处理后的核桃壳粉末和KOH，加入一定量的蒸馏水，搅拌均匀，浸泡6‑12h后，然后转移到烘箱中80‑100℃干燥成固体；（4）一步碳化处理 最后取2.0‑3.0g步骤（3）中干燥后粉末加入管式炉中，在N2保护下，以3‑5℃min‑1的升温速率，升至300℃，保持0.5‑1.0h，再继续升温至700~900℃，再保持1‑2h，使其充分碳化；（5）碳化物后处理 待其自然降温后取出碳化产物，依次用0.1mol/L盐酸、蒸馏水洗涤除去多余的KOH，使碳材料中的孔道充分暴露，洗涤至中性后滤饼转移至烘箱中干燥，即得分级多孔炭。