[发明专利]一种利用废弃医用防护用品制备的一体电极及其制备方法、应用

说明书

本发明属于超级电容器技术领域，具体涉及一种利用废弃医用防护用品制备的一体电极及其制备方法、应用。本发明的利用废弃医用防护用品制备的一体电极的制备方法包括如下步骤：1）将废弃医用防护用品粉碎得到粉料；将泡沫镍在空气中氧化得到表面氧化泡沫镍；2）将粉料与表面氧化泡沫镍共同置于惰性气氛中，在400‑900℃下保温0.5‑6h，即得。本发明的制备方法以废弃医用防护用品为原料，以表面氧化泡沫镍为催化剂和集流体，无需其他催化剂或者活性剂条件下制备了超级电容器用原位自生长碳纳米管电极，该制备工艺简单、成本低、合成时间短、绿色环保，适合大规模生产，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，具体涉及一种利用废弃医用防护用品制备的一体电极及其制备方法、应用。

背景技术

当今社会，资源短缺、环境污染等原因迫切需要人们寻找新的清洁能源，来满足越来越多的能源需求和改善生活环境的需求，新能源产业的发展即可满足这些需求。新能源产业中，利用电能代替石油资源，开发储能电池或电容器成为近年来的热点，电能储存系统正广泛应用于消费电子产品和电动汽车以及可再生能源储存中。

超级电容器又称电化学电容器，是一种新兴的储能装置，由于其低成本、环保、高性能的优势，在能源革命中占有一席之地。现有的超级电容器一般包括电极、隔膜和电解液液，其中影响其电性能的决定因素是电极材料。一般的，电极材料要求结晶度高、导电性好、比表面积大、微孔集中在一定的范围内，当前常用的电极材料有碳材料和过渡金属氧化物等，例如活性炭材料，但是，采用活性碳材料作电极的电容器等效串联电阻大，而且活性碳材料的比表面积虽大，实际利用率却不超过30％。随着新种类碳材料（如富勒烯、石墨烯和碳纳米管）的发现和纳米技术的快速发展，碳基功能材料在储能领域引起了极大的兴趣。碳材料作为电极，具有比表面积大、孔径和结构可调、导电性高、力学性能强、易获得等优。然而，高纯度的碳材料如富勒烯、石墨烯和碳纳米管等很难合成，而且成本太高，难以大规模生产。因此，探索高效、环保的制备高性能碳材料具有可持续、低成本的前驱体是关键。

碳纳米管（Carbon Nanotube，CNT）的出现为超级电容器的开发提供了新的机遇，碳纳米管是一种纳米级无缝管状石墨结构碳材料，比表面积大、结晶度高、导电性好、管内外径可通过合成工艺加以控制，可使比表面利用率达到 100％，因而可以成为一种理想的超级电容器材料。

随着我国经济水平的高速发展，医疗水平不断提高，医疗事业规模不断扩大，医疗固体废弃物业日益增多。尤其是受新型冠状病毒引发的肺炎疫情影响，一次性医疗防护用品使用量激增，随之带来了废弃医用防护用品的处理问题。废弃医用防护用品的处理通常是送至垃圾处理厂处置或者垃圾焚烧发电厂进行焚烧，这些以焚烧为主的处理措施常常会带来CO₂、NO_x和粉尘等空气污染物大量排放等问题，不利于环境保护。如果能够利用废弃医用防护用品生产制备一种超级电容器用碳纳米管电极，将具有非常高的绿色环保意义，会对储能产业和医疗产业都产生重大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种更加环保的利用废弃医用防护用品制备的一体电极及其制备方法、应用。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种利用废弃医用防护用品制备的一体电极的制备方法，包括如下步骤：

1）将废弃医用防护用品粉碎得到粉料；

将泡沫镍在空气中氧化得到表面氧化泡沫镍；

2）将粉料与表面氧化泡沫镍共同置于惰性气氛中，在400-900℃下保温0.5-6h，即得。

步骤2）中将粉料与表面氧化泡沫镍共同置于惰性气氛中是将表面氧化泡沫镍埋置在粉料中，或者将表面氧化泡沫镍悬置于粉料上方，或者将粉料填置于泡沫镍的孔隙中。

步骤1）中将废弃医用防护用品粉碎前先将废弃医用防护品消毒、清洗、干燥。