[发明专利]一种生物质碳气凝胶-MnOx

权利要求书

1.一种生物质碳气凝胶-MnO_x复合电极材料的制备方法，其特征在于，将萝卜通过水热碳化、冷冻干燥，并在CO₂气氛下活化合成整体式碳气凝胶；再将碳气凝胶浸渍在硝酸锰溶液中，再在空气氛围下煅烧，实现了碳骨架上MnO_x的生长，即得碳气凝胶-MnO_x复合电极材料；所述制备方法具体步骤如下所示： 步骤1，将萝卜原料切成块状置于水热釜中，在烘箱内进行水热碳化，合成的水凝胶块用去离子水反复洗涤以去除可溶性杂质；步骤2，将水凝胶块置于冷冻干燥机中冷冻干燥；步骤3，取制得的水热碳置于卧式管式炉中，在升温、降温阶段通入N₂作保护气，恒温活化阶段将N₂切换为CO₂做活化剂；步骤4，取制得的碳气凝胶浸渍在硝酸锰溶液中，利用超声震荡仪震荡混合溶液，再置于烘箱中干燥；步骤5，将干燥后的样品置于管式炉中在空气氛围下煅烧，随后研磨过200目筛制得碳气凝胶-MnO_x复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物质碳气凝胶-MnO_x复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1中萝卜切块的大小为20 cm³，水热温度200℃，水热时间6 h。

3.根据权利要求1所述的一种生物质碳气凝胶-MnO_x复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤2中冷冻干燥温度-50℃，时间48h。

4.根据权利要求1所述的一种生物质碳气凝胶-MnO_x复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤3中N₂流速为600 mL/min，CO₂流速为250 mL/min，升温速率10℃/min，活化温度800℃，活化时间2h。

5.根据权利要求1所述的一种生物质碳气凝胶-MnO_x复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤4中碳气凝胶质量为0.1 g，硝酸锰溶液的溶剂为无水乙醇，且无水乙醇体积为20mL，硝酸锰的摩尔量为1.6mmol，震荡时间10min，干燥温度105℃。

6.根据权利要求1所述的一种生物质碳气凝胶-MnO_x复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤5中煅烧温度180℃，煅烧时间2h。

7.基于权利要求1所述制备方法制备得到的碳气凝胶-MnO_x复合电极材料在制备超级电容器上的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将碳气凝胶-MnO_x复合电极材料、乙炔黑、PTFE按照质量比8:1:1的比例混合于研钵中，加无水乙醇使其混合均匀，剪取1 cm²的泡沫镍两片并将其分别称重，再取10 mg混合物涂抹于泡沫镍上，10 MPa的压强下压片30s，置于105 ℃的鼓风干燥箱中进行干燥保证乙醇完全脱除，得含MnO_x的生物质碳气凝胶复合电极。