[发明专利]一种通过调控木质素分子量制备不同碳基超级电容器用电极材料的方法

权利要求书

1.一种通过调控木质素分子量制备不同碳基超级电容器用电极材料的方法，包括如下步骤：

（1）将含木质素的碱溶液进行层级超滤，依次得到截留液A，截留液B和滤出液C，再分别用酸调节使其沉淀得到木质素A₁，B₁和C₁，所述木质素A₁的分子量不低于25000，木质素C₁的分子量不高于12000，木质素B₁的分子量介于A₁和C₁之间；

（2）A₁和C₁分别与碱混合，冷冻干燥后分步碳化即得不同碳基材料A₂和C₂；所述分步碳化的升温速度为3~5 ℃ min⁻¹，依次于400~450℃、600~700℃和800~900℃各保温1~2小时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，浓度为40~80 g L⁻¹，木质素与碱溶液的固液比为1：10~20。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的超滤需要不断搅拌，搅拌速度为300~600 rpm，超滤压力为0.1~0.5 MPa。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的层级超滤是将含木质素的碱溶液依次通过截留分子量分别为25000~35000、7000~12000的超滤膜，依次得到截留液A，截留液B和滤出液C。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酸为浓硫酸，浓度为2~6mol L⁻¹。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中A₁和C₁分别与碱混合的具体过程为：

按A₁与碱的质量比为1：2~4混合，再加入去离子水的质量为A₁的质量的30~50倍；

或按C₁与碱的质量比为1：2~4混合，再加入去离子水的质量为C₁的质量的30~50倍；

搅拌速度为800~1200 rpm，搅拌时间为10~30s，各自形成均匀浆料，再使用液氮急冷后分别冻干。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中碳化产物先使用1~4 mol L−1盐酸溶液浸泡12~24 小时后，再使用去离子水清洗至pH=7，不高于90℃真空干燥至少24h。

8.权利要求1-7任一项所述的方法制得的碳基超级电容器用电极材料的应用，其特征在于：碳基材料A₂用于水系超级电容器电极材料，碳基材料C₂用于离子液体系超级电容器。