[发明专利]植物材料制备微孔碳结构电极材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包含以下步骤：

（1）将纤维素含量达到70%以上的植物切成长度为3-5厘米的小段，在纯净的去离子水中沸煮1-2小时，然后在乙醇中沸煮1-2小时，如此重复2-3次，以除去其中蛋白质、脂肪和蔗糖有机物，然后在80-100^oC的烘箱中干燥8小时以上，得到干燥的植物残渣；

（2）将步骤（1）中得到的干燥的植物残渣进行碳化，得到多微孔碳材料；

（3）将步骤（2）中得到的多微孔碳材料进行表面功能化，将所述多微孔碳材料浸泡在在强酸中100-120^oC条件下加热，使碳表面添加活性官能团，然后将多微孔碳材料进行过滤并洗涤，干燥后即得到微孔碳结构的高性能电极材料；干燥后得到的微孔碳结构的高性能电极材料疏松多孔，孔径为2-5微米；所述活性官能团在所述微孔碳结构表面引起缺陷，所述缺陷用于提供电极材料中的反应位点。

2.如权利要求1所述的植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）是将所述步骤（1）中获得的干燥的植物残渣在保护气体的氛围下加热到900-1100 ^oC并保温4-5小时后自然冷却，得到多微孔碳材料。

3.如权利要求1所述的植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，所述活性官能团为含氧官能团。

4.如权利要求3所述的植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，所述含氧官能团为羟基、羧基或者羰基。

5.如权利要求1所述的植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述纤维素含量达到70%以上的植物为甘蔗或玉米秸秆或高粱。

6.如权利要求2所述的植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氩气或者氮气。

7.如权利要求1所述的植物材料制备的微孔碳结构的电极材料的制备方法，其特征在于，所述加热是指将多微孔碳材料浸泡在质量百分比为98%的浓硫酸和质量百分比为70%的浓硝酸按体积比3:1配制的溶液中，加热到110^oC并连续搅拌10-20分钟；所述洗涤是用去离子水和乙醇洗涤。

8.如权利要求1-7任一所述方法制备得到的植物材料微孔碳结构的电极材料的应用，其特征在于，作为电极材料应用于锂离子电池或者是燃料电池。