[发明专利]一种多孔生物质基电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔生物质基电极材料的制备方法，具体为：首先，向鸡蛋清中加入K₄Fe(CN)₆·3H₂O，搅拌，之后用电动打蛋器打散蛋清，冷冻干燥，得到冷冻干燥样品；最后，将冷冻干燥样品进行碳化，多孔生物质基电极材料。本发明使用蛋清作为碳源，经过一步法碳化，得到比表面积大、孔径分布合理、杂原子掺杂含量高的多孔生物质基电极材料；另外，该方法简易、新颖、绿色环保。

技术领域

本发明属于电极材料制备技术领域，具体涉及一种多孔生物质基电极材料的制备方法。

背景技术

如今，能量需求量日益增长导致化石燃料的大量消耗，对环境造成了较大污染。世界各地的科学家们一直致力于开发新的可持续能源。虽然太阳能、风能、水能和地热能这些能源可以实现清洁可再生，但由于自然因素往往不能达到预期的效果。因此需要实现能源有效的储存并转化，是科研人员亟待解决的问题。

超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置，其比电容通常为传统电容器的数十倍至几百倍，循环寿命可高达百万次，容量远远高于传统电容并能实现快速充放电。根据电容器作用原理不同，通常可以分为双电层电容器和赝电容电容器两大类。双电层电容器的电极材料一般以碳基材料为主，由于碳基材料制备简单、原料来源广泛引起了科研工作者的关注。

生物碳基材料，由于具有原料来源广泛、比表面积大，导电性好，化学稳定性等优点，已在双电层电容器中得到广泛研究。根据先前的研究，电极材料的优劣主要受电极材料比表面积、孔径分布以及表面官能团的影响，也可以通过杂原子掺杂提高赝电容从而实现改善性能的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔生物质基电极材料的制备方法，制备出的电极材料具有大的比表面积及优异的电化学性能。

本发明所采用的技术方案是，一种多孔生物质基电极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、向鸡蛋清中加入K₄Fe(CN)₆·3H₂O，搅拌2-20min，之后用电动打蛋器打散蛋清，得到蛋清混合液；

步骤2、将经步骤1后得到的蛋清混合液进行冷冻干燥，得到冷冻干燥样品；

步骤3、将经步骤2后得到的冷冻干燥样品进行碳化，多孔生物质基电极材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中，打散时间为2-10min。

步骤1中，鸡蛋清与K₄Fe(CN)₆·3H₂O的质量比为10-200：1。

步骤2中，预冷温度为-25℃，冷冻干燥时间为24h-80h。

步骤3中，碳化条件为：在空气氛围下，以0.5-5℃/min的速率升温至250℃，保温60-100min，通入氮气，继续保温60-100min，再以3-10℃/min将温度上升至600℃，保温30-180min，之后继续以5-20℃/min将温度上升到1000℃，保温30-180min，最后冷却至室温；氮气的流量为40-60mL/min。

本发明的有益效果是：

本发明使用蛋清作为碳源，经过一步法碳化，得到比表面积大、孔径分布合理、杂原子掺杂含量高的多孔生物质基电极材料；另外，该方法简易、新颖、绿色环保。

附图说明

图1为本发明实施例1所得的多孔生物质基电极材料的扫描电镜(SEM)图；

图2为对照组多孔生物质基电极材料的扫描电镜(SEM)图；