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一种木质素基多孔炭材料及其制备方法和应用与锂离子储能器件 

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申请/专利权人:中国科学院电工研究所

摘要:本发明提供了一种木质素基多孔炭材料及其制备方法和应用与锂离子储能器件,涉及炭材料技术领域。本发明将脱碱木质素进行盐酸提纯,得到提纯木质素;在惰性气氛条件下,将所述提纯木质素进行预炭化,得到木质素基炭前驱体;将所述木质素基炭前驱体与活化剂进行固相混合,将所得混合物在惰性气氛条件下进行炭化‑活化,得到木质素基多孔炭材料。本发明通过对木质素进行提纯和预炭化,调节了炭前驱体的组成与结构,提高了炭前驱体的分子结构稳定性,有利于微孔和小介孔孔径小于5nm的形成和保留。本发明制备的木质素基多孔炭材料具有高的比表面积和微孔小介孔复合孔结构,作为正极活性材料用于锂离子储能器件,具有优异的比容量和倍率性能。

主权项:1.一种木质素基多孔炭材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1将脱碱木质素进行盐酸提纯,得到提纯木质素;2在惰性气氛条件下,将所述提纯木质素进行预炭化,得到木质素基炭前驱体;所述预炭化的温度为300~500℃;所述预炭化的保温时间为3~12h;升温至所述预炭化的温度的升温速率为1~5℃min;3将所述木质素基炭前驱体与活化剂进行固相混合,将所得混合物在惰性气氛条件下进行炭化-活化,得到木质素基多孔炭材料;所述木质素基炭前驱体与活化剂的质量比为1:0.5~10;所述炭化-活化的温度为900~1200℃;所述炭化-活化的保温时间为0.5~3h;升温至所述炭化-活化的温度的升温速率为3~20℃min;所述木质素基多孔炭材料的比表面积为2863~3218m2g,总孔体积为1.272~1.545cm3g;所述步骤1中盐酸提纯的方法包括以下步骤:将脱碱木质素、水和第一盐酸混合进行第一提纯,经固液分离,得到固体物;将所述固体物和第二盐酸混合进行第二提纯,经固液分离和固相干燥,得到所述提纯木质素;所述第一盐酸的浓度为1~3molL,所述第一提纯在搅拌条件下进行,所述第一提纯的时间为1~60min;所述第二盐酸的浓度为0.01~0.5molL,所述第二提纯在超声条件下进行,所述第二提纯的时间为1~30min。

全文数据:

权利要求:

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