[发明专利]一种利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法

权利要求书

1.一种利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将收集的牦牛粪自然风干后置于烘箱中55～70℃烘干，粉碎并过筛，得到牦牛粪粉末；

步骤二、将牦牛粪粉末加入水中，随后移至高压反应釜中，在200～250℃的温度下反应2～4小时，冷却至室温，然后离心、洗涤、干燥得到预处理牦牛粪；

步骤三、将预处理牦牛粪与KOH混合均匀后转移至陶瓷舟皿中，在氮气气氛下以2～6℃/min的速率升温至700～900℃，保温1～3h，冷却至室温，得到生物碳材料；

步骤四、将生物碳材料、炭黑、聚四氟乙烯分散液和乙醇混合均匀，得到浆料，然后将浆料均匀涂覆在泡沫镍上，并置于55～65℃的真空烘箱中干燥24h，得到超级电容器电极材料；

所述步骤二中，对得到的预处理牦牛粪进行再处理，其再处理过程为：将预处理牦牛粪与无水乙醇均匀混合后加入超临界反应釜中，密封后加热，在温度230～250℃，压力3～8MPa的条件下处理10～15min，然后自然冷却，泄压，固体产物置于80～85℃的真空烘箱中干燥12h，得到再处理牦牛粪；

所述预处理牦牛粪与无水乙醇的质量比为1:10～20。

2.如权利要求1所述的利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，所述步骤二中，牦牛粪粉末与水的质量比为1:80～120。

3.如权利要求1所述的利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，所述步骤三中，预处理牦牛粪与KOH的质量比为0.5:0.8～1.2。

4.如权利要求1所述的利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述预处理牦牛粪与KOH混合均匀的方式为：将质量比为0.5:0.8～1.2的预处理牦牛粪和KOH加入到球磨罐中，然后加入氧化锆磨球，向球磨罐中通入液氮，使预处理牦牛粪、KOH和氧化锆磨球全部浸没在液氮中，并保持液氮的挥发量与通入量平衡以使液面稳定；恒温10～15min后开始球磨，球磨1.5～3小时，收集磨料，即得到混合均匀的预处理牦牛粪和KOH；所述氧化锆磨球按照球料质量比为20～40:1加入到球磨罐中；所述氧化锆磨球的直径为2～6mm；球磨采用转速为300～500转/分钟的立式球磨机。

5.如权利要求1所述的利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，所述步骤三中，利用低温等离子体处理仪对得到的生物碳材料进行处理5～10min；所述低温等离子体处理仪的气氛为CF₄、CCl₄、SF₆中的一种或者多种的混合；所述低温等离子体处理仪的频率为35～75KHz，功率为50～120W，气氛的压强为30～80Pa。

6.如权利要求1所述的利用牦牛粪制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，所述步骤四中，生物碳材料与炭黑的质量比为5～6:1；所述生物碳材料与聚四氟乙烯分散液的质量体积比为1mg:1.4～1.6μL；所述泡沫镍的大小为0.5×0.8cm；所述生物碳材料与乙醇的质量体积比为1mg:4～6μL；所述聚四氟乙烯分散液的质量分数为60％。