[发明专利]杂掺杂多孔生物质炭电极材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种杂掺杂多孔生物质炭电极材料，其特征是，

加入的原料包括狗尾巴草、氢氧化钾、Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂，狗尾巴草和氢氧化钾经按照1:(1-3)的质量比制作生物质多孔碳，生物质多孔碳与Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂按照1:(1-10):(1:10)的质量比例制造成品杂掺杂多孔生物质炭Co(OH)₂/Ni(OH)₂复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的杂掺杂多孔生物质炭电极材料，其特征是，上述原料中还掺杂有硫，狗尾巴草干燥制成狗尾巴草粉粉加入，硫粉与狗尾巴草粉的质量比3:1。

3.一种制备权利要求1所述的杂掺杂多孔生物质炭电极材料的方法，

包括以下步骤：

(1)将狗尾巴草用乙醇和蒸馏水冲洗，然后用3M硫酸清洗三次后水洗至中性，放入烘箱干燥；

(2)将干燥后的狗尾巴草粉碎，90℃条件下干燥，得到狗尾巴草粉；

(3)取上述干燥处理过的狗尾巴草与氢氧化钾混合，并加入蒸馏水搅拌24h，80℃条件下将混合物完全干燥；

(4)在氩气保护性气氛中，在通气口测放入硫粉，硫粉与狗尾巴草粉质量比3:1，将干燥后的混合物在800℃下热处理2h，自然冷却至室温，得到硫掺杂多孔炭材料；

(5)用HCl将产物洗至无气泡产生，随后用蒸馏水洗涤至中性，清洗后的样品在60℃下真空干燥，得到目标产物硫掺杂多孔生物质炭；

(6)将多孔生物质炭与硝酸钴、硝酸镍混合，并加入蒸馏水混合，在室温下搅拌2 h，超声0.5 h，60℃恒温水浴中静置12h；

(7)在较低的搅拌速度中将1mol/LKOH逐滴加到上述溶液中，pH控制在12左右，搅拌1.5h，在50℃恒温水浴中静置1h；

(8)将固体产物从反应悬浮液中沉淀分离，过滤，用去离子水洗涤至中性，随后将样品置于80℃干燥箱中干燥12h，得到硫掺杂多孔生物质炭Co(OH)₂/Ni(OH)₂复合电极材料材料。

4.根据权利要求3所述的制备杂掺杂多孔生物质炭电极材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，干燥温度为80～120℃，干燥时间为12～48h。

5.根据权利要求3所述的制备杂掺杂多孔生物质炭电极材料的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述狗尾巴草粉碎后的粒径为0.15～2.5 mm。

6.根据权利要求3所述的制备杂掺杂多孔生物质炭电极材料的方法，其特征在于：步骤(4)中，从常温上升到800℃下热处理，升温速率为5℃/min。

7.根据权利要求3所述的制备杂掺杂多孔生物质炭电极材料的方法，其特征在于:步骤(6)中，多孔生物质炭与硝酸钴、硝酸镍以质量比1:(1-10):(1:10)混合。

8.一种如权利要求3-7任一项所述的制备杂掺杂多孔生物质炭电极材料在制备超级电容器电极中的应用，其特征是，杂掺杂多孔生物质炭电极材料作为超级电容器电极材料。

9.根据权利要求8所述的杂掺杂多孔生物质炭电极材料在制备超级电容器电极中的应用，其特征是，将上述多孔生物质炭电极材料作为活性物质、加入乙炔黑、聚偏氟乙烯在研钵中研磨，多孔生物质炭电极材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯的加入质量比8:1:1，然后加入N-N二甲基甲酰胺混合均匀，然后涂覆于1*1cm²规格镍网极片上，将镍网极片放于真空干燥箱中80℃真空干燥12h，将干燥好的极片，放在压片机上，压力为8Mpa，压10s，得到的超级电容器的电极极片。