申请/专利权人：塔里木大学

申请日：2022-05-27

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN115231568B

主分类号：C01B32/324

分类号：C01B32/324;C01B32/336;H01G11/34;H01G11/44;H01G11/24;H01G11/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.11.11#实质审查的生效;2022.10.25#公开

摘要：本发明涉及一种类石墨烯碳纳米片大孔交联棉秆生物质碳电极材料及其制备方法，将废弃棉秆剥皮、剪切、清洗、烘干、粉碎、过筛，得到棉秆粉末，取一定量的棉秆粉末，加入强碱溶液和去离子水，在130‑150℃下水热反应，反应后得到的样品经过抽滤、浸泡洗涤、抽滤，所得固体加入活化剂，浸泡烘干，之后磨碎，放入管式炉进行两段式煅烧，用盐酸洗去灰分，再用去离子水洗至中性，烘干，即得到类石墨烯碳纳米片大孔交联棉秆生物质碳电极材料。本发明操作简单，制备成本低廉，煅烧温度低，节省了炭化的能源需求、减少了二氧化碳的排放，所制备的棉秆生物质碳电极材料具有丰富的孔洞结构和优异的电化学性能。

主权项：1.类石墨烯碳纳米片大孔交联棉秆生物质碳电极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1收集废弃棉秆，将剥离棉秆皮的棉秆剪切成3-5厘米长的小段，置于装有去离子水的烧杯中，放入超声波清洗仪中于70Hz超声15分钟进行超声清洗，之后取出置于鼓风干燥箱中于80℃烘干，烘干后的棉秆置于粉碎机中粉碎后过200目筛，得到棉秆粉末；2取1g棉秆粉末置于烧杯中，加入0.5molLNaOH溶液4mL，再加入120mL去离子水搅拌均匀后转至水热合成反应釜，盖好水热反应釜盖，将反应釜置于鼓风干燥箱在130℃下水热反应4h，之后冷却至室温，将反应后得到的样品置于砂芯漏斗中进行抽滤，得到的固体物质再用去离子水浸泡洗涤2-5次，并进行抽滤，去除棉秆体相空隙中残留的杂质；3将步骤2所得固体相置于烧杯中，加入15mL0.5molL氢氧化钠溶液浸泡，然后放入鼓风干燥箱中80℃烘干4h；4将步骤3烘干后的样品置于研钵中研磨成粉末，然后将研磨后的粉末转入瓷舟中，放置于管式炉内进行高温活化炭化；管式炉先以5℃min的升温速率升温至400℃，在此温度下炭化活化1h，再以5℃min的升温速率升温至550℃并保持1h，之后自然冷却至室温后取出；将炭化后的产物置于烧杯中，加入1molL盐酸溶液进行超声清洗，然后再用去离子水在砂芯漏斗中抽滤洗涤至中性，之后将产物取出放于鼓风干燥箱中于80℃干燥4h，得到类石墨烯碳纳米片大孔交联棉秆生物质碳电极材料；所制备的类石墨烯碳纳米片大孔交联棉秆生物质碳电极材料内部伴有层级结构，纳米片薄且透亮，纳米片厚度为10nm。

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