一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法，具体而言，本发明专利技术的制备方法包括如下步骤：1)制备混合料；2)制备预活化料；3)制备活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。本发明专利技术利用来源广泛易得的农作物秸秆、尿素和铁盐作为原料，并借助纳米二氧化硅的活化作用，直接合成活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物，所得复合材料比电容符合电极材料的要求，并且制备方法简单易行，适合大规模生产应用，极具市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法
本专利技术属于复合材料
，涉及一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法。
技术介绍
目前，电容器电极材料主要为活性炭，但由于活性炭结构复杂，导致其孔利用率低，导电性差，充电慢，需要通过掺杂其它成分来进行优化。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术的目的在于提供一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法以及由上述方法制备的复合物。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法，其包括如下步骤：(1)称量以重量份数计的下列组分：秸秆100份、尿素15～30份、铁盐5～10份，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；(2)将步骤1中得到的混合料于200～300℃加热5～8小时，得到预活化料；(3)称量以重量份数计的纳米二氧化硅1～5份，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在惰性气体气氛中于500～800℃活化0.5～2小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。优选的，在上述制备方法中，步骤(1)中所述秸秆为成熟农作物收获籽实后剩余的茎叶部分，所述农作物选自水稻、小麦、大麦、谷子、玉米、黄米、豆类中的任意一种。优选的，在上述制备方法中，步骤(1)中所述铁盐选自氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的任意一种。优选的，在上述制备方法中，步骤(3)中所述纳米二氧化硅的粒径为100～200nm。优选的，在上述制备方法中，步骤(3)中所述惰性气体选在氮气、氖气、氩气中的任意一种。一种通过上述方法制备的活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。与现有技术相比，采用上述技术方案的本专利技术具有以下优点：本专利技术利用来源广泛易得的农作物秸秆、尿素和铁盐作为原料，并借助纳米二氧化硅的活化作用，直接合成活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物，所得复合材料比电容符合电极材料的要求，并且制备方法简单易行，适合大规模生产应用，极具市场前景。具体实施方式下面实施例将进一步举例说明本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1：活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的生产。(1)称量水稻秸秆100g、尿素15g、氯化铁5g，并将称量后的物料于室温混合均匀，得到混合料；(2)将步骤1中得到的混合料于200℃加热8小时，得到预活化料；(3)称量纳米二氧化硅(粒径100nm)1g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氮气气氛中于500℃活化2小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。在电流为0.5A/g时，本实施例的复合物的比电容达到280F/g。实施例2：活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的生产。(1)称量小麦秸秆100g、尿素30g、硫酸铁10g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；(2)将步骤1中得到的混合料于220℃加热7小时，得到预活化料；(3)称量纳米二氧化硅(粒径200nm)5g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氮气气氛中于800℃活化0.5小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。在电流为0.5A/g时，本实施例的复合物的比电容达到285F/g。实施例3：活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的生产。(1)称量谷子秸秆100g、尿素20g、硝酸铁8g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；(2)将步骤1中得到的混合料于240℃加热6小时，得到预活化料；(3)称量纳米二氧化硅(粒径160nm)4g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氖气气氛中于700℃活化1小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。在电流为0.5A/g时，本实施例的复合物的比电容达到290F/g。实施例4：活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的生产。(1)称量玉米秸秆100g、尿素25g、氯化铁7g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；(2)将步骤1中得到的混合料于260℃加热5小时，得到预活化料；(3)称量纳米二氧化硅(粒径180nm)5g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氩气气氛中于600℃活化2小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。在电流为0.5A/g时，本实施例的复合物的比电容达到300F/g。实施例5：活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的生产。(1)称量大豆秸秆100g、尿素30g、硫酸铁5g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；(2)将步骤1中得到的混合料于280℃加热5小时，得到预活化料；(3)称量纳米二氧化硅(粒径200nm)3g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氩气气氛中于800℃活化0.5小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。在电流为0.5A/g时，本实施例的复合物的比电容达到305F/g。前述对本专利技术的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本专利技术，或者将本专利技术限定为所公开的精确形式；相反，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本专利技术的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本专利技术的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本专利技术的范围旨在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法，其包括如下步骤：1)称量以重量份数计的下列组分：秸秆100份、尿素15～30份、铁盐5～10份，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；2)将步骤1中得到的混合料于200～300℃加热5～8小时，得到预活化料；3)称量以重量份数计的纳米二氧化硅1～5份，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在惰性气体气氛中于500～800℃活化0.5～2小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。

【技术特征摘要】
1.一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法，其包括如下步骤：1)称量以重量份数计的下列组分：秸秆100份、尿素15～30份、铁盐5～10份，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；2)将步骤1中得到的混合料于200～300℃加热5～8小时，得到预活化料；3)称量以重量份数计的纳米二氧化硅1～5份，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在惰性气体气氛中于500～800℃活化0.5～2小时，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：查林珍，
申请(专利权)人：吴中区穹窿山师匠新材料技术咨询服务部，
类型：发明
国别省市：江苏,32