一种超级电容器用分级多孔石墨烯材料的制备方法

摘要

本发明公开一种超级电容器用分级多孔石墨烯材料的制备方法，属于炭材料制备技术领域。该方法是以煤沥青为碳源，过渡金属形成的纳米氧化锌或者纳米三氧化二铁为模板，氢氧化钾为活化剂，三者研磨后的混合物转移至瓷舟中，置于管式炉内在负压条件下进行加热，一步法制得超级电容器用分级多孔石墨烯材料。所得分级多孔石墨烯材料的比表面积介于664-1862m²/g之间，总孔容介于0.51-1.60cm³/g之间，平均孔径介于2.53-5.91nm之间，分级多孔石墨烯的产率介于16.9-62.8%之间。本发明以廉价的煤沥青为原料，大大简化了制备工艺，增加了操作安全性，本发明具有工艺简单、成本低廉以及适合工业化生产等优点。

主权项

一种超级电容器用分级多孔石墨烯材料的制备的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：（1）反应物的预处理：对煤沥青进行研磨后，称取一定量的粒径小于74μm的煤沥青放入研钵中，加入一定量的纳米级的过渡金属氧化物，再加入一定量的固体氢氧化钾，所述煤沥青、纳米级的过渡金属氧化物及氢氧化钾混合物的总质量为27g，其中，所述氢氧化钾的质量占混合物总质量的22.2%，将所得三种反应物混合研磨1‑2h后，放入球磨机中，以303‑500r/min的转速球磨20‑30min后得到反应物；（2）分级多孔石墨烯材料的制备：把步骤（1）得到的反应物放入瓷舟中，然后将所述瓷舟置于管式炉内，通入氮气5‑15min将所述管式炉内的空气排净，然后关闭氮气，抽真空至所述管式炉内的压力为‑0.1MPa，以5℃/min的升温速率将所述管式炉加热至150℃，恒温0.5h，继续以5℃/min的升温速率将所述管式炉加热至800‑850℃，恒温1h，加热过程中使用真空泵抽出所述管式炉内生成的一部分气体产物，使所述管式炉内的压力介于‑0.05MPa～‑0.1MPa之间，最后在‑0.05MPa～‑0.1MPa压力下使所述管式炉自然降至室温，然后将得到的产物取出、磨碎后放入烧杯中，经酸洗、蒸馏水洗涤和干燥后得到超级电容器用分级多孔石墨烯材料。