[发明专利]一种长循环性能的氮掺杂的多孔碳负极储能材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种废弃物衍生氮掺杂的多孔碳负极储能材料及制备方法，即首先将婴儿使用后的尿不湿集中回收，取出里面的黄棕色的超吸水颗粒并控温‑50℃进行冷冻干燥，得到黄棕色干燥的前驱体在氮气、氦气或氩气保护的条件下，控制升温速率为1‑10℃/min升温至400‑1000℃进行煅烧15‑300min，然后自然冷却至室温，得到煅烧粗产物在环境湿度为40%以内的条件下用玛瑙研钵进行研磨、酸洗，然后再用60℃的二次蒸馏水离心洗涤3次，最后控温80℃进行真空干燥，即得长循环性能的氮掺杂的多孔碳负极储能材料。其具有极高的起始容量，以及优异的循环稳定性和良好的倍率性能。制备方法简单，成本低廉，适用于大规模生产。

主权项

1.一种长循环性能的氮掺杂的多孔碳负极储能材料的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：（1）废弃尿不湿的回收处理将婴儿使用后的尿不湿集中回收，剥离出尿不湿外层的保护层，取出里面的黄棕色的超吸水颗粒，且不含有其它来自尿不湿的杂物；所述的黄棕色的超吸水颗粒是由于婴儿尿不湿中的超吸水颗粒吸收了婴儿的尿液而成的，所述的超吸水颗粒为聚丙烯酸钠；（2）干燥的前驱体的制备将步骤（1）得到的黄棕色超吸水颗粒放入冷冻干燥仪中控制温度为‑50℃进行冷冻干燥，待水分消失得到黄棕色干燥的前驱体；（3）将步骤（2）所得的黄棕色干燥的前驱体颗粒转移至管式炉中，起始温度25℃，在氮气、氦气或氩气保护的条件下，控制升温速率为1‑10℃/min升温至400‑1000℃进行第一次煅烧15‑300min，然后自然冷却至室温，得到煅烧粗产物；（4）将步骤（3）所得的煅烧粗产物在环境湿度为40%以内的条件下用玛瑙研钵进行研磨30min，然后进行酸洗，酸洗后再用60℃的二次蒸馏水离心洗涤3次，最后控制温度为80℃进行真空干燥处理12h，得到长循环性能的氮掺杂的多孔碳负极储能材料；所述的酸洗，即采用浓度为0.0001 mol/L‑10 mol/L的盐酸、硫酸、或者硝酸水溶液进行搅拌30min后控制转速为3000‑12000 r/min离心洗涤10‑15min，离心所得的沉淀先用蒸馏水离心洗涤3次，然后再用无水乙醇离心洗涤3次，完成酸洗过程。