基于玉米秸秆的生物碳/硫复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了基于玉米秸秆的生物碳/硫复合材料及其制备方法与应用，制备方法为：将玉米秸秆水洗，粉碎成颗粒状；将得到的玉米秸秆粉末浸渍于氯化锌溶液中，退火，得到玉米秸秆碳；将得到的玉米秸秆碳粉末清洗后用KOH活化，得到生物碳材料；将得到的生物碳材料用稀HCl溶液和水进行清洗至pH值为7，干燥后自然冷却；将得到的生物碳材料浸渍到硫的特定溶液中，干燥得到生物碳/硫复合材料。制备的生物碳/硫复合材料，在锂硫电池正极材料中的应用。本发明方法工序简单、成本低廉、能量密度高；可有效提高锂硫电池的比容量、稳定性和循环性；同时又可实现生物质资源特别是农业秸秆的资源化利用。

主权项

基于玉米秸秆的生物碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将玉米秸秆水洗，在温度为150～300℃干燥6～12小时，粉碎成颗粒状；(2)将步骤(1)得到的玉米秸秆粉末浸渍于氯化锌溶液中，12小时后离心，在惰性气体保护下，温度为300～600℃，进行1～10小时的退火，得到初步热解的玉米秸秆碳；(3)将步骤(2)得到的玉米秸秆碳粉末清洗后用KOH溶液活化，在惰性气氛下完全碳化，得到一种高比表面积的生物碳材料；(4)将步骤3)得到的生物碳材料用稀HCl溶液和水进行清洗至pH值为7，在空气气氛下干燥，干燥后自然冷却；(5)将步骤(4)得到的生物碳材料浸渍到硫的特定溶液中，保证碳:硫质量比为1:0.5～1:2，待溶剂蒸发后，将粉末放入鼓风干燥箱干燥5～20小时，得到生物碳/硫复合材料。