[发明专利]一种原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料包括下列摩尔份物质组成：

吡啶15-50份；

六氯丁二烯1 份；

铜源1.3-5.2份；

所述铜源为无水醋酸铜；

所述原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：先将吡啶和六氯丁二烯混合均匀，加入反应容器内；接着将铜源加入反应容器混合；然后将反应容器放入烘箱内进行热反应；

S2：待反应容器冷却到室温后，取出固体产物，在红外灯下烘干，烘干后进行第一次研磨5-10min，得到黑色固体粉末；

S3：将黑色固体粉末放入管式炉内，并在氮气保护下进行高温碳化处理，得到样品；

S4：待管式炉冷却到室温后，取出样品，将样品进行第二次研磨5-10min，研磨后收集得到原位氮掺杂碳铜复合材料；

其中S1中热处理时烘箱温度设置为150-250℃，热处理时间为4-6h；

S3 中高温碳化处理过程为先升温至最高温度，然后保温，保温结束后，再降温至25℃，其中升温速率和降温速率均为5-10℃/min；

S3 中高温碳化处理时的最高温度为600-1000℃，保温时间为2h；

所述原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料作为超级电容器的电极使用；

所述原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料存在碳、铜单质与铜氧化物，其中氮掺杂的形式为石墨氮与吡啶氮，同时存在氧化铜与氧化亚铜。

2.根据权利要求 1 所述的一种原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料的制备方法，其特征在于：S2中固体产物在红外灯下烘干的烘干时间为4-5h。

3.根据权利要求 1 所述的一种原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料的制备方法，其特征在于：所述原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料制作超级电容器电极的方法，包括以下步骤：

步骤一：将原位氮掺杂多孔碳微球/铜基复合材料、乙炔黑和 PTFE 根据质量比8:1:1进行混合，混合后加入无水乙醇进行研磨，制得浆料，涂在泡沫镍上； 步骤二：将步骤一制得的泡沫镍烘干 30min 后压片，压力为 6MPa-8MPa，后在6mol/L KOH 中浸泡10h活化，活化结束，制得超级电容器的电极。