[发明专利]文冠果种皮制备纳米多孔碳的方法及纳米多孔碳

说明书

本发明涉及一种文冠果种皮制备纳米多孔碳的方法、纳米多孔碳、超级电容电极片以及超级电容电极片的制备方法，通过活化温度和活化剂用量的调控，文冠果种皮多孔碳在比表面积可达2148m²/g，多孔结构是大量规则紧密排列的微孔组成，孔径分布在2nm以下，由该多孔碳制备的电极，在0.5A/g的电流密度下比电容高达420F/g，当电流密度升高至20A/g时仍然具有极佳比电容(128F/g)，在电流密度为10A/g的条件下进行充放电1000次后其电容保持率仍高达98.7％。以文冠果种皮为原料制备的多孔碳材料具有良好的电化学性能，可作为超级电容器的电极材料，为文冠果资源综合开发利用提供了新的思路与途径。

技术领域

本发明属于材料科学及电化学领域，涉及一种纳米多孔碳的制备方法及纳米多孔碳，尤其涉及一种文冠果种皮制备纳米多孔碳的方法、纳米多孔碳、超级电容电极片以及超级电容电极片的制备方法。

背景技术

文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)为无患子科(Sapindaceae)文冠果属植物，单属单种，是我国特有的珍稀木本油料植物，有北方油茶之称，是我国林业和科技部重力发展和扶持的农林作物。文冠果全身都具有较高的开发价值，如文冠果花被传具有改善前列腺炎的作用；叶具有杀菌、抗肿瘤、降血糖生物活性；树枝作为传统蒙药的一种，具有祛风除湿、消肿止痛的功效。而迄今报道最多的也最具有开发价值的是其种子及果壳，研究显示文冠果的种子仁含油超过60％，其油富含不饱和脂肪酸，且含有一种能促进神经修复、再生的特效物质——神经酸；文冠果种子提取物——文冠果子仁霜，具有治疗小儿遗尿的功效；从文冠果果壳中分离出三萜类、黄酮类，生物碱类、单萜及脂肪酸类等化合物化合物，其中分离得到的皂苷类化合物——文冠果壳苷，具有抗炎，治疗小儿遗尿，增强记忆，抗肿瘤等药理作用，中科院沈阳应用生态研究所的研究员研究发现，该化合物具有明显的治疗老年痴呆的作用。

文冠果籽油含量大于65％，是优质食用油和生物柴油的重要来源(Yao ZY，Qi JH，Yin LM.Biodiesel production from Xanthoceras sorbifolia in China：opportunities and challenges.Renew.Sust.Energ.Rev 2013；24：57-65)。因此，我国政府目前大力支持这一树种的推广，预计到2020年其播种面积将达到500000公顷(Zhou XZ，Lu XF，Zhang ZF，et al.Xanthoceras sorbifolia husks-derived porous carbon forsodium-ion and lithium-sulfur batteries.Diamond&Related Materials 2018；85：104-111)，在其籽分离过程中，种皮占种子生物量的50％，目前已有的研究报道将其用于处理染料废水(Yao，Z.，Wang，L.and Qi，J.Biosorption of Methylene Blue from AqueousSolution Using a Bioenergy Forest Waste：Xanthoceras sorbifolia SeedCoat.Clean 2009；37：642-648)，陕西中医药大学前期用文冠果种皮提取了木糖(严邑萍，宋忠兴，张严磊.文冠果种皮制备木糖工艺及其生物活性初步研究[J]，中国现代中药，2017，19(1)，37-41).除此之外，至今再没有对于文冠果种皮进行开发的相关研究报道。