[发明专利]含有碳化生物聚合物和碳纳米管的复合材料

权利要求书

1.一种含有碳纳米管和碳质材料的复合材料，其特征在于碳质材料为富含 杂原子的生物聚合物的碳化残留物，其中生物聚合物的碳化残留物为导电性， 并且经XPS测得具有至少6％的杂原子含量。

2.权利要求1的复合材料，其中碳质材料为富含杂原子的海藻的碳化残留 物，并且是导电性的，经XPS测得具有至少6％的杂原子含量。

3.权利要求1所述的复合材料，其特征在于碳纳米管选自含有多壁碳纳米 管、单壁碳纳米管和碳纳米纤维或其混合物的组。

4.权利要求1所述的复合材料，其特征在于复合材料中碳纳米管的重量分 数至少为5％。

5.权利要求1所述的复合材料，其特征在于碳化残留物的电导率至少为 0.2S/cm。

6.权利要求1所述的复合材料，其特征在于通过XPS技术测量，碳化残留 物的氧原子含量至少为6原子％。

7.权利要求1所述的复合材料，其特征在于碳化残留物中XPS测得的氮和 氧总含量至少为8原子％。

8.权利要求1所述的复合材料，其特征在于所述生物聚合物为海藻中含有 的生物聚合物。

9.权利要求8所述的复合材料，其特征在于所述生物聚合物为含有褐藻酸、 褐藻酸盐、琼脂、ι-卡拉胶、κ-卡拉胶和甲壳素的组中任一物质。

10.权利要求2或8所述的复合材料，其特征在于所述海藻为红藻、褐藻 或含琼脂丰富的海藻。

11.权利要求2或8所述的复合材料，其特征在于所述海藻选自含有淡黑 巨藻、塞内加尔鸡冠菜和钩沙菜的组中的任意一种。

12.权利要求1所述的复合材料，其特征在于所述碳质材料分散在碳纳米 管的表面。

13.一种用以获得权利要求1-12中任一项所述的复合材料的方法，包括以 下步骤：

在生物聚合物或海藻前体中均相分散碳纳米管，从而形成一个含有碳纳米 管和生物聚合物或海藻的前体复合物，以及，

在550到1000℃温度范围内，在惰性气氛下碳化前体复合物，并且不进行 活化处理。

14.权利要求13所述的方法，其特征在于碳纳米管选自含有多壁碳纳米管、 单壁碳纳米管和碳纳米纤维或其混合物的组。

15.权利要求13所述的方法，其特征在于所述生物聚合物为海藻中含有的 生物聚合物。

16.权利要求15所述的方法，其特征在于所述生物聚合物为含有褐藻酸、 褐藻酸盐、琼脂、ι-卡拉胶、κ-卡拉胶和甲壳素的组中任一物质。

17.权利要求13或15所述的方法，其特征在于所述海藻为红藻、褐藻或 含琼脂丰富的海藻。

18.权利要求13或15所述的方法，其特征在于所述海藻选自含有淡黑巨 藻、塞内加尔鸡冠菜和钩沙菜的组中的一种。

19.权利要求14所述的方法，其特征在于以10K/min加热速度进行加热， 直至达到低于热重分析测得的热引发生物聚合物或海藻重量损失的600℃最高 温度水平的温度，并在该温度下保温3小时，从而进行碳化。

20.电化学电容器的电极，所述电极包括一种电荷-储存材料、一种粘合剂 以及可选的一种导电辅助剂，其特征在于所述电荷-储存材料为权利要求1-12 中任一项所述的复合材料。

21.权利要求20所述的电极，其特征在于，采用水系电解液、在0V到最 大可逆充电/放电电压范围内、0.2A/g恒电流下，得到重量比电容至少为230F/g。

22.权利要求20所述的电极，其特征在于采用水系电解液、在0V到最大 可逆充电/放电电压范围内、0.2A/g恒电流下得到体积比电容至少为220F/cm³。