[发明专利]一种生物质超结构碳及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种生物质超结构碳的制备方法，其特征在于，包括以步骤：

(1)生物质前驱体制备：将苎麻与1～6mol/L的KOH溶液按料液比1g：30～40mL混合，于170～190℃下反应5～7h，然后过滤、烘干，即得；

(2)生物质超结构碳制备：将生物质前驱体与金属镁按质量比1～6:1混合均匀，其后于保护气体环境下升温至650～750℃，其后通入气流量为15～25sccm的CO₂于650～750℃下反应30～90min，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括生物质超结构碳的后处理，后处理方法为：将步骤(2)所得生物质超结构碳浸没于浓度为0.5～2mol/L的盐酸溶液中浸泡8-12h，然后进行抽滤，并于真空条件、100～120℃下烘干10～14h。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中烘干条件为在60～80℃下烘干10～14h。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中生物质前驱体与金属镁的混合方式为在400～600r/min的转数下混合1.5～2.5h。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中保护气体为Ar或N₂，其气流量为30～50sccm。

6.采用权利要求1～5任一项所述的制备方法制备的生物质超结构碳。

7.根据权利要求6所述的生物质超结构碳在制作电容器中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述电容器为扣式电容器，其经过以下步骤制得：

S1：将生物质超结构碳、导电炭黑和聚四氟乙烯按照质量比为7～9:1:1混合，并将混合物加入异丙醇中搅拌均匀，其后于70～90℃干燥至异丙醇挥发干，得复合基材；

S2：将复合基材制成厚度为70～90μm、直径为11～13mm的圆片，并于110～130℃干燥22～26h；

S3：将干燥后的圆片压在泡沫镍上，得多孔碳纤维电极；

S4：以EMIMBF₄离子液体作为电解液，多孔碳纤维电极为正负极，制作成扣式电容器。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述电容器为软包电容器，其经过以下步骤制得：

S1：将生物质超结构碳、乙炔黑和聚偏二氟乙烯按照质量比7～9:1:1混合，并将混合物溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮中，其后涂在铝箔上于100～120℃真空干燥10～14h，得活性电极材料；

S2：以活性电极材料为正负极，以0.5～1.5mol·L^-1的LiPF₆/EC+DMC溶液为电解液，制作成软包电容器；所述正负极之间用聚丙烯膜隔开。