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专利号: 202011255166X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征在于,将萝卜通过水热炭化、冷冻干燥,并在CO2气氛下活化合成整体式碳气凝胶;再将碳气凝胶浸渍在硝酸锰溶液中,再在空气氛围下煅烧,实现了碳骨架上MnOx的生长,即得碳气凝胶/MnOx复合电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1,将萝卜原料切成块状置于水热釜中,在烘箱内进行水热碳化,合成的水凝胶块用去离子水反复洗以去除可溶性杂质;

步骤2,将水凝胶块置于冷冻干燥机中冷冻干燥;

步骤3,取制得的水热碳置于卧式管式炉中,在升温、降温阶段通入N2作保护气,恒温活化阶段将N2切换为CO2做活化剂;

步骤4,取制得的碳气凝胶浸渍在含有硝酸锰溶液的溶剂中,利用超声震荡仪震荡混合溶液,再置于烘箱中干燥;

步骤5,将干燥后的样品置于管式炉中在空气氛围下煅烧,随后研磨过200目筛制得碳气凝胶/MnOx复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征3

在于,步骤1中萝卜切块的大小为20 cm,水热温度200℃,水热时间6 h。

4.根据权利要求2所述的一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤2中冷冻干燥温度‑50℃,时间48h。

5.根据权利要求2所述的一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤3中N2流速为600 mL/min,CO2流速为250 mL/min,升温速率10℃/min,活化温度

800℃,活化时间2h。

6.根据权利要求2所述的一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤4中碳气凝胶质量为0.1 g,硝酸锰溶液的溶剂为无水乙醇,且无水乙醇体积为

20mL,硝酸锰的摩尔量为1.6mmol,震荡时间10min,干燥温度105℃。

7.根据权利要求2所述的一种生物质碳气凝胶‑MnOx复合电极材料的制备方法,其特征在于,步骤5中煅烧温度180℃,煅烧时间2h。

8.基于权利要求1或权利要求2所得碳气凝胶/MnOx复合材料在制备超级电容器上的应用。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,将碳气凝胶/MnOx复合材料、乙炔黑、PTFE按2

照质量比8:1:1的比例混合于研钵中,加无水乙醇使其混合均匀,剪取1 cm的泡沫镍两片并将其分别称重,再取10 mg混合物涂抹于泡沫镍上,10 MPa的压强下压片30s,置于105 ℃的鼓风干燥箱中进行干燥保证乙醇完全脱除,得含MnOx的生物质碳气凝胶复合电极。