[发明专利]掺杂剑麻纤维基多孔炭电极材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种掺杂剑麻纤维基多孔炭电极材料的制备方法及其应用。以剑麻纤维为碳源，通过加入咔唑化合物的形式掺杂氮元素，制备掺杂剑麻纤维基多孔炭材料。本发明制备方法简单，条件温和；所制备的掺杂剑麻纤维基多孔炭电极材料能代替部分铅碳电池的负极铅膏中的碳材料，能极大提高铅碳电池的电化学性能。

主权项

1.一种掺杂剑麻纤维基多孔炭电极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为： （1）用剪刀将剑麻纤维剪成 1 厘米，将配制好的质量百分比浓度为 5 %的氢氧化钠溶液倒入剑麻纤维中浸泡24 小时，再用配制好的质量百分比浓度为5 %的磷酸溶液浸泡 24 小时；浸泡完后，从中捞出剑麻纤维，放入烘箱中干燥 8小时，温度为 90℃ ；（2）将步骤(1)所得剑麻纤维放入密封式研磨机中进行研磨，研磨成 300‑400 目的剑麻纤维粉末；（3）称取 8g 步骤(2)所得剑麻纤维粉末和 0.3 g 咔唑溶于 30 mL 无水乙醇中，在 90 ℃下边加热边搅拌至乙醇挥发完全得混合物；(4)将步骤(3)所得混合物置于管式炉中进行炭化，在N ₂气氛下 400 ℃加热 1小时，保温 1小时，其中 N ₂ 流速控制为 100 mL/min，升温速度为 10 ℃/min；（5）将步骤(4)所得物冷却至室温，按照步骤(4)所得物与KOH 摩尔比为1:3 的比例称取KOH，将步骤(4)所得物与KOH混合，并加入 30mL 去离子水，转入烧杯中，放入烘箱，在 110 ℃下干燥 24小时；将其转移至管式炉中，在 250‑750 ℃活化温度下，N ₂气氛中 1小时活化，再保温 1小时；（6）步骤(5)所得物用 30 mL浓度为0.1 mol/L 的盐酸洗涤，转移至真空干燥箱中，110℃加热 1小时，用去离子水洗涤至洗涤液 pH=7，再在 105 ℃下干燥 8小时，得到掺杂剑麻纤维基多孔炭电极材料。