以玉米秸秆为碳源合成用于超级电容器电极材料的多孔纳米石墨片的方法

摘要

以玉米秸秆为碳源合成用于超级电容器电极材料的多孔纳米石墨片的方法，它属于纳米碳材料的制备领域。采用天然农林废弃物玉米秸秆为碳源，通过其与可作为催化剂原料的金属阳离子或配阴离子的配位作用制备多孔纳米石墨片材料。通过调节催化剂的种类、物料配比以及热处理参数等实验条件，可控制备不同尺寸、不同厚度、不同孔结构的多孔纳米石墨片材料。其中多孔纳米石墨片的直径大小为100nm～20μm，厚度为1nm～150nm，孔径大小为1～20nm。该方法制备的多孔纳米石墨片材料可用于超级电容器的电极材料，不仅比容量高，而且内阻低，循环稳定性好。本发明的方法具有成本低、方法简单、易于工业化生产等特点。

主权项

以玉米秸秆为碳源合成用于超级电容器电极材料的多孔纳米石墨片的方法，其特征在于以玉米秸秆为碳源合成多孔纳米石墨片的方法由以下步骤完成的：一、前驱体的制备：将2.4g硝酸钾溶于26mL水中，加入5.8g玉米秸秆，150℃水热6h进行配位，80℃真空干燥10h，得到前驱体；二、预碳化：在氩气保护条件下，气体流量为200mL/min，以2℃/min的升温速率升温至400℃，恒温2h进行预碳化；三、碳化：对步骤二所得产物在氩气条件下，气体流量为300mL/min，以5℃/min的升温速度由室温升至800℃，恒温3h；四、去除催化剂：将步骤三的产物加入质量浓度为16％的硝酸中，120℃条件下回流6h后，用蒸馏水洗涤至中性，干燥后得到多孔纳米石墨片；五、活化：在二氧化碳气氛下，气体流量为400mL/min，以3℃/min的升温速率升温至600℃，将步骤四的产物进行物理活化4h，将步骤四中所得到的产物加入到质量分数为25％的氢氧化钾水溶液中，在130℃条件下化学活化8h，用水洗涤至中性后，在80℃真空条件下干燥7h；即得到二维片状结构、尺寸为3μm×3μm、样品的厚度为20nm且孔尺寸为10nm的多孔纳米石墨片。