[发明专利]一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法

权利要求书

1.一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将水藻类废弃物用氢氟酸溶液和酒精依次清洗干净，冷冻干燥，再研磨得到粉状A；

2)向粉状A中加入浓度为0.5～2mol/L的氢氟酸溶液，每30～60mL氢氟酸溶液中加入1～4g粉状A，并采用超声处理得混合物B；

3)向混合物B转移至水热感应釜内，并加入碳布作为感应源，将水热感应釜移入水热感应加热设备中，以300～600KHz的感应频率由室温升温到120～150℃，并保温20～50min，然后冷却到室温，取出碳布，将所得产物刮下经去离子水和乙醇清洗抽滤后，烘干得粉状C；

4)将粉状C与造孔剂混合后升至500℃，并保温1～2h，冷却至室温，将所得产物依次经氢氟酸溶液和乙醇清洗抽滤后，烘干得粉状D；其中，造孔剂为氢氧化钾或氢氧化钠，且粉状C与造孔剂的质量比为(3～1):(1～3)；

5)将粉状D与氟源混合后升至500～700℃，并保温1～3h，冷却至室温，将所得产物经去离子水和乙醇清洗抽滤后烘干，得到氟掺杂生物质多孔碳纳米材料。

2.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中水藻类废弃物为褐藻、绿尘藻、蓝绿藻、发藻、丝藻、转板藻或绒毛藻。

3.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤4)中氢氟酸溶液浓度均为1mol/L，步骤1)中冷冻干燥温度为-6～0℃，时间为9～12h，步骤1)中研磨时间为1～2h。

4.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中超声处理频率为20～50KHz，时间为10～40min。

5.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中碳布的长宽高分别为4cm，2cm，0.1cm，步骤3)中烘干温度为60℃，时间为6h。

6.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中氟源为聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯和氟化乙丙烯中的一种，且粉状D与氟源的质量比为(2～1):(1～3)。

7.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中将粉状C与造孔剂混合后以5℃/min的升温速率升至500℃；步骤5)中将粉状D与氟源混合后以3℃/min的升温速率升至500～700℃。

8.根据权利要求1所述的一种高容量钠离子电池用氟掺杂生物质多孔碳纳米电极材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中烘干温度为70℃，时间为6h；步骤4)中烘干具体为：采用红外灯烘照6h。