The invention relates to a preparation method of nano spherical carbon aerogels, which belongs to the technical field of supercapacitors. The preparation method includes the following steps: mixing alkali solution with alginate and forming a mixed solution, alginate accounts for 2 of the total mass of the mixed solution, and then adding the mixed solution to acetone or ethanol, and continuously stirring, centrifuging and drying the nano spherical algae acid based carbon aerogels, and then placing it in a tubular furnace under the protection of nitrogen, The nano spherical algae acid based carbon aerogels of carbonized nanospheres were obtained by heating up to 500 at 900 degrees C, and then mixed with KOH and replaced in the tube furnace, heating up to 700 1000 degrees C under nitrogen protection, heat preservation, and cooling to room temperature, and the activated nano spherical algae acid based carbon aerogels were obtained. The activated nano spherical carbon aerogels produced by the invention have high specific surface area and nanoscale structure channel, and have high specific energy, high power and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种纳米球形碳气凝胶的制备方法
本专利技术涉及纳米球形碳气凝胶的制备方法,特别是一种纳米球形碳气凝胶的制备方法及用其制得的纳米球形碳气凝胶制备高比能高功率超级电容器,属于超级电容器
技术介绍
超级电容器的电极材料主要由多孔碳材料组成,包括活性炭、碳纳米管、石墨烯、碳气凝胶等。由于碳气凝胶是一种具有连续纳米多孔结构的新型碳材料,其比表面积高、孔隙率高、导电性能良好、热导率低以及孔径可控等性能,因此受到广泛关注。然而目前为止,纳米球形碳气凝胶的获得主要通过甲醛和间苯二酚溶胶凝胶先制备有机气凝胶(OA),后再将有机气凝胶在半密封的情况下干燥,再在高温下碳化,制备得到碳气凝胶,最后再利用活化法制备得到高比表面的活化碳气凝胶,如中国专利申请文件(公开号:CN107026028A)公开了一种先用生物质高分子材料与间苯二酚混合,再与甲醛混合凝胶,然后干燥、碳化制得碳气凝胶。然而使用的甲醛和间苯二酚均具有剧毒,导致生产制造需要特殊的防护,不仅生产成本高,且对人体有危害。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中存在的上述不足,提供一种绿色环保的纳米球形碳气凝胶的制备方法,制得的碳气凝胶具有纳米分级结构且具有高比表面、高比容、高功率等特点,将其用于超级电容器可以得到高比能高功率的超级电容器。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种纳米球形碳气凝胶的制备方法,所述的制备方法包括如下步骤:(1)将碱液与海藻酸混合形成混合溶液,其中海藻酸占混合溶液总质量的2-10%,再将混合溶液加入到搅拌状态下的丙酮或乙醇中,并持续搅拌,经离心、干燥得纳米球形海藻酸基碳气凝胶; ...
【技术保护点】
一种纳米球形碳气凝胶的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括如下步骤:(1)将碱液与海藻酸混合形成混合溶液,其中海藻酸占混合溶液总质量的2‑10%,再将混合溶液加入到搅拌状态下的丙酮或乙醇中,并持续搅拌,经离心、干燥得纳米球形海藻酸基碳气凝胶;(2)将纳米球形海藻酸基碳气凝胶置于管式炉内,在氮气保护下,升温至500‑900℃,保温1‑5h,然后冷却至室温,得到碳化的纳米球形海藻酸基碳气凝胶;(3)将碳化的纳米球形海藻酸基碳气凝胶与KOH混合,并重新置于管式炉内,在氮气保护下升温至700‑1000℃,保温1‑3h,然后冷却至室温,得到活化的纳米球形海藻酸基碳气凝胶。
【技术特征摘要】
1.一种纳米球形碳气凝胶的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括如下步骤:(1)将碱液与海藻酸混合形成混合溶液,其中海藻酸占混合溶液总质量的2-10%,再将混合溶液加入到搅拌状态下的丙酮或乙醇中,并持续搅拌,经离心、干燥得纳米球形海藻酸基碳气凝胶;(2)将纳米球形海藻酸基碳气凝胶置于管式炉内,在氮气保护下,升温至500-900℃,保温1-5h,然后冷却至室温,得到碳化的纳米球形海藻酸基碳气凝胶;(3)将碳化的纳米球形海藻酸基碳气凝胶与KOH混合,并重新置于管式炉内,在氮气保护下升温至700-1000℃,保温1-3h,然后冷却至室温,得到活化的纳米球形海藻酸基碳气凝胶。2.根据权利要求1所述的纳米球形碳气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的碱液为氨水、乙二胺溶液中的一种或多种,碱液的pH值为8-10。3.根据权利要求1所述的纳米球形碳气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤(1)中混合溶液与丙酮或者混合溶液与乙醇的体积比为1:10~1:100。4.根据权利要求1所述的纳米球形碳气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤(3)中炭化的纳米球形...
【专利技术属性】
技术研发人员:阮殿波,乔志军,顾应展,
申请(专利权)人:宁波中车新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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