[发明专利]一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法

摘要

本发明属于电池电极材料领域，涉及一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法。本发明提供的离子液体直接炭化法制备的杂原子共掺杂多孔碳材料具有合适的孔径分布、较高的比表面积，将其作为超级电容器、锂二次电池电极材料时，表现出高的比容量和优异的循环稳定性。离子液体直接炭化法合成杂原子共掺杂的碳材料合成过程简单，并且不需要再加入其他杂原子源。应用离子液体这种绿色溶剂合成的杂原子共掺杂的碳材料过程绿色环保，实用化程度高，解决了目前杂原子掺杂电极材料的制备过程有毒并且复杂的问题。

主权项

一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将碳源、氧化石墨烯按照质量比为6：1混合，并将10ml离子液体加入混合物中，将混合物超声处理3h后，置于烘箱中90℃下烘12h；所述离子液体为1‑丁基‑3‑甲基咪唑硫酸氢盐、1‑甲基‑3‑乙基咪唑硫酸氢盐、1‑甲基‑3‑丙基咪唑硫酸盐和1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑磷酸二氢盐、1‑丁基‑3‑甲基咪唑磷酸二氢盐、1‑甲基‑3‑乙基咪唑磷酸二氢盐、1‑甲基‑3‑丙基咪唑磷酸二氢盐中的一种或两种以上混合；步骤二，将步骤一得到的混合物置于管式炉中进行预烧结，在惰性气体保护下加热升温，升温速率为1～5℃/min，预烧结温度为300～600℃和预烧结保温时间为1～3h，得到炭前驱体；步骤三，将步骤二所得的炭前驱体与碱金属氢氧化物按照质量比为1：1～5研磨混合均匀，将混合物体置于管式炉中，在惰性气体保护下加热升温，升温速率为1～5℃/min，热处理温度为700～900℃，保温时间为1～3h，得到活化产物；步骤四，对步骤三得到的活化产物进行酸洗中和，并用去离子水清洗至中性，干燥、研磨后，得到目标产物。