[发明专利]一种氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料及其制法

权利要求书

1.一种氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料，其特征在于：包括以下原料及组分，聚苯乙烯多孔纳米微球、对二甲苯、吡咯、氯化铁，质量比为150-250:350-450:100:540-560。

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料，其特征在于：所述氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料制备方法包括以下步骤：

(1)向蒸馏水溶剂中加入苯乙烯、交联剂二乙烯基苯，滴加引发剂过硫酸钾的水溶液，质量比为100:0.4-0.6:0.8-1.2，置于恒温水浴锅中，在氮气氛围中，加热至60-80℃，反应6-10h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到聚苯乙烯纳米交联微球；

(2)向浓硫酸中加入聚苯乙烯纳米交联微球，在30-50℃下，反应5-10h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到磺基化聚苯乙烯纳米微球；

(3)向乙醇、蒸馏水和正庚烷的混合溶剂中加入磺基化聚苯乙烯纳米微球，超声分散均匀后加热至60-80℃，反应5-15h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到聚苯乙烯多孔纳米微球；

(4)向蒸馏水溶剂中加入聚苯乙烯多孔纳米微球，超声分散均匀后加入二甲苯搅拌进行溶胀过程12-24h，再加入吡咯单体，搅拌2-6h，再加入三氯化铁的水溶液，反应5-15h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到聚吡咯-聚苯乙烯复合微球；

(5)向四氢呋喃溶剂中加入聚吡咯-聚苯乙烯复合微球，搅拌48-96h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到聚吡咯空心微球；

(6)将聚吡咯空心微球置于气氛炉中，进行热裂解过程，制备得到氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料。

3.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料，其特征在于：所述步骤(1)中恒温水浴锅包括恒温加热仪、恒温加热仪上方设置有水浴锅，水浴锅内部设置有底座，底座上方设置有反应瓶，水浴锅上方活动连接有轴承，轴承活动连接有滚动轴，滚动轴活动连接有盖板。

4.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料，其特征在于：所述乙醇、蒸馏水和正庚烷的体积比为10:7-13:1.5-2.5。

5.根据权利要求2所述的一种氮掺杂多孔碳空心球超级电容器电极活性材料，其特征在于：所述步骤(6)中热裂解过程为氩气氛围，热裂解温度750-850℃，热裂解时间为2-3h。