[发明专利]一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料、制备方法及应用在审
| 申请号： | 201910634256.0 | 申请日： | 2019-07-15 |
| 公开（公告）号： | CN110240143A | 公开（公告）日： | 2019-09-17 |
| 发明（设计）人： | 高云芳;傅寒立;徐新 | 申请（专利权）人： | 浙江工业大学 |
| 主分类号： | C01B32/05 | 分类号： | C01B32/05;C01B32/348;C01B32/318;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/44 |
| 代理公司： | 浙江千克知识产权代理有限公司 33246 | 代理人： | 裴金华 |
| 地址： | 310014 浙*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 炭气凝胶 氮掺杂 超级电容器 制备 超级电容器电极 应用 电化学性能 材料表现 产品孔径 多孔结构 高温处理 壳聚糖锌 高能量 分级 介孔 可控 量产 凝胶 配体 生产工艺 洗涤 储量 污染 | ||
1.一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一：将壳聚糖锌配体凝胶经预冷冻、冷冻干燥得到干凝胶；
步骤二：将所述干凝胶在600-1000℃、惰性气氛下高温处理1-12h，得到前驱体材料；
步骤三：将所述前驱体材料洗涤、烘干，所得固体产物即氮掺杂炭气凝胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于：
步骤二中所述高温处理的温度为800-900℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于：
所述壳聚糖锌配体凝胶中，锌元素的含量以壳聚糖的质量计为(1-5)mol∶60g。
4.根据权利要求1所述的一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中：
所述预冷冻为：将壳聚糖锌配体凝胶在-25~-40℃下预冷冻2-8h；
所述冷冻干燥为：将所述预冷冻后的壳聚糖锌配体凝胶在-40~-60℃下冷冻干燥24-72h。
5.根据权利要求1所述的一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤三中：
所述洗涤包括下列步骤：先用稀盐酸浸泡1-16h，再用去离子水洗涤除去残留的盐酸及其他杂质；
所述烘干所采用的温度为50-90℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于，还包括下列步骤：
步骤四：将洗涤后滤液中的锌元素回收，用于制备壳聚糖锌配体凝胶。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种用于超级电容器的氮掺杂炭气凝胶材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述壳聚糖锌配体凝胶的制备方法为：
步骤X1：将壳聚糖溶于水，加酸形成壳聚糖凝胶；
步骤X2：将锌化物溶于水，并迅速加入到壳聚糖凝胶中，形成壳聚糖锌配体凝胶。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法制备得到的氮掺杂炭气凝胶材料。
9. 根据权利要求8所述的氮掺杂炭气凝胶材料，其特征在于：所述氮掺杂炭气凝胶材料的比表面积为1474-2890 m2/g，介孔率为40%-85%，氮含量为3%-8%。
10.根据权利要求8所述的氮掺杂炭气凝胶材料作为超级电容器电极材料的应用。
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