CN104118874A - 一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法 - Google Patents

一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104118874A
CN104118874A CN201410330304.4A CN201410330304A CN104118874A CN 104118874 A CN104118874 A CN 104118874A CN 201410330304 A CN201410330304 A CN 201410330304A CN 104118874 A CN104118874 A CN 104118874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gac
graphene complex
biomass
carbon
active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410330304.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104118874B (zh
Inventor
王升高
皮晓强
李鹏飞
孔垂雄
杜祖荣
邓泉荣
王戈民
王传新
张维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Institute of Technology
Original Assignee
Wuhan Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Institute of Technology filed Critical Wuhan Institute of Technology
Priority to CN201410330304.4A priority Critical patent/CN104118874B/zh
Publication of CN104118874A publication Critical patent/CN104118874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104118874B publication Critical patent/CN104118874B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种活性炭/石墨烯复合物及其制备方法。原料按质量分数计将45～90％生物质、5～50％碳氮化合物和5～10％含过渡金属化合物混合均匀；混合的原料在300～500℃加热2～5h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；将块状材料在600～900℃保护气体氛围中加热5～60min，得到活性炭/石墨烯复合物。生物质为秸秆、蔗糖渣、木屑、稻草的任意一种或任意混合。利用生物质材料直接合成活性炭/石墨烯复合材料方法简易，材料简单易得，且所得活性炭/石墨烯复合材料比电容符合电极材料的要求，适合大规模生产应用。

Description

一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，具体涉及活性炭/石墨烯复合物及其制备方法
背景技术
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，孔利用率低，导电性差，充电慢。
石墨烯自人们发现以来，以其特殊的结构和优异的性能引起人们广泛的关注。它具有高的比表面积，优异的导电能力和电容性能。
活性炭中引入石墨烯，能够优化活性炭中孔的结构，同时还还能够增强活性炭的导电性，使得充电时间缩短，比电容增加。
目前活性炭/石墨烯的制备主要是将石墨烯物理掺入到活性炭中，但因为石墨烯的制作成本高而显著增大了电极材料的成本。并且简单的物理混合尚不能完全发挥活性炭/石墨烯的性能。
发明内容
本发明目的在于提供一种简易制备活性炭/石墨烯复合物的方法，其原料易得，成本低，并且所得活性炭/石墨烯复合物的性能更加优异。
一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法，利用生物质为原料，包括以下步骤：
原料按质量分数计将45～90％生物质、5～50％碳氮化合物和5～10％含过渡金属化合物混合均匀；
混合的原料在300～500℃加热2～5h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
将块状材料在600～900℃保护气体氛围中加热5～60min，得到活性炭/石墨烯复合物。
按上述方案，所述生物质为秸秆、蔗糖渣、木屑、稻草的任意一种或任意混合。
按上述方案，所述碳氮化合物为三聚氰胺、尿素、含氮苯环化合物的任意一种或任意混合。
按上述方案，所述含过渡金属化合物为铁、钴、镍单质及其盐类的任意一种或任意混合。
按上述方案，所述保护气体为氮气或氩气。
本发明的有益效果在于：
利用生物质材料直接合成活性炭/石墨烯复合材料方法简易，材料简单易得，且所得活性炭/石墨烯复合材料比电容复合电极材料的要求，适合大规模生产应用。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术内容，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明利用生物质材料制备活性炭/石墨烯复合物过程如下：
原料按质量分数计将45～90％生物质、5～50％碳氮化合物和5～10％含过渡金属化合物混合均匀；
上步混合的原料在300～500℃加热2～5h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
将上步灰色、结构蓬松的块状材料在600～900℃保护气体氛围中加热5～60min，得到活性炭/石墨烯复合物。
本发明所用生物质可以为秸秆、蔗糖渣、木屑、稻草的任意一种或任意混合。原料易得，可选择性大。
本发明所用碳氮化合物可以为三聚氰胺、尿素、含氮苯环化合物的任意一种或任意混合。原料易得，可选择性大。
本发明所用含过渡金属化合物可以为铁、钴、镍单质及其盐类的任意一种或任意混合。原料易得，可选择性大。
所选保护气体为氮气或氩气。
实施例1
用有机生物质制备活性炭/石墨烯复合物，通过如下步骤制备得到：
(1)按如下质量分数称取各组分原料：秸秆碎粒45％、三聚氰胺50％，硝酸铁5％；
(2)将上述各组分混合均匀后，放入温度为300℃的炉中加热3h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
(3)将上述得到的块状材料放入温度为600℃通有氮气的炉中加热10min，得到活性炭/石墨烯复合物。
性能表征，在电流为0.5A/g时，其比电容达到180F/g。
实施例2
用有机生物质制备活性炭/石墨烯复合物，通过如下步骤制备得到：
(1)按如下质量分数称取各组分原料：秸秆碎粒80％、三聚氰胺12％，硝酸铁8％；
(2)将上述各组分混合均匀后，放入温度为500℃的炉中加热3h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
(3)将上述得到的块状材料放入温度为900℃通有氮气的炉中加热5min，得到活性炭/石墨烯复合物。
性能表征，在电流为0.5A/g时，其比电容达到170F/g。
实施例3
用有机生物质制备活性炭/石墨烯复合物，通过如下步骤制备得到：
(1)按如下质量分数称取各组分原料：秸秆碎粒90％、三聚氰胺5％，硝酸铁5％；
(2)将上述各组分混合均匀后，放入温度为400℃的炉中加热3h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
(3)将上述得到的块状材料放入温度为800℃通有氮气的炉中加热30min，得到活性炭/石墨烯复合物。
性能表征，在电流为0.5A/g时，其比电容达到176F/g。
实施例4
用有机生物质制备活性炭/石墨烯复合物，通过如下步骤制备得到：
(1)按如下质量分数称取各组分原料：秸秆碎粒70％、三聚氰胺20％，硝酸铁10％；
(2)将上述各组分混合均匀后，放入温度为400℃的炉中加热2h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
(3)将上述得到的块状材料放入温度为800℃通有氮气的炉中加热20min，得到活性炭/石墨烯复合物。
性能表征，在电流为0.5A/g时，其比电容达到165F/g。
实施例5
用有机生物质制备活性炭/石墨烯复合物，通过如下步骤制备得到：
(1)按如下质量分数称取各组分原料：秸秆碎粒80％、三聚氰胺12％，硝酸铁8％；
(2)将上述各组分混合均匀后，放入温度为500℃的炉中加热5h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
(3)将上述得到的块状材料放入温度为900℃通有氮气的炉中加热60min，得到活性炭/石墨烯复合物。
性能表征，在电流为0.5A/g时，其比电容达到173F/g。

Claims (5)

1.一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法，其特征在于利用生物质为原料，包括以下步骤：
原料按质量分数计将45～90％生物质、5～50％碳氮化合物和5～10％含过渡金属化合物混合均匀；
混合的原料在300～500℃加热2～5h，得到灰色、结构蓬松的块状材料；
将块状材料在600～900℃保护气体氛围中加热5～60min，得到活性炭/石墨烯复合物。
2.如权利要求1所述活性炭/石墨烯复合物的制备方法，其特征在于所述生物质为秸秆、蔗糖渣、木屑、稻草的任意一种或任意混合。
3.如权利要求1所述活性炭/石墨烯复合物的制备方法，其特征在于所述碳氮化合物为三聚氰胺、尿素、含氮苯环化合物的任意一种或任意混合。
4.如权利要求1所述活性炭/石墨烯复合物的制备方法，其特征在于所述含过渡金属化合物为铁、钴、镍单质及其盐类的任意一种或任意混合。
5.如权利要求1所述活性炭/石墨烯复合物的制备方法，其特征在于所述保护气体为氮气或氩气。
CN201410330304.4A 2014-07-11 2014-07-11 一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法 Expired - Fee Related CN104118874B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410330304.4A CN104118874B (zh) 2014-07-11 2014-07-11 一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410330304.4A CN104118874B (zh) 2014-07-11 2014-07-11 一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104118874A true CN104118874A (zh) 2014-10-29
CN104118874B CN104118874B (zh) 2016-04-13

Family

ID=51764547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410330304.4A Expired - Fee Related CN104118874B (zh) 2014-07-11 2014-07-11 一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104118874B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105032469A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 中国人民解放军国防科学技术大学 生物质基氮掺杂石墨烯/碳纤维电催化剂及其制备方法
CN105504199A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 济南圣泉集团股份有限公司 一种含有石墨烯的复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途
WO2017071359A1 (zh) 2015-10-27 2017-05-04 济南圣泉集团股份有限公司 一种含有石墨烯的复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途
CN106847524A (zh) * 2016-12-16 2017-06-13 吴中区穹窿山师匠新材料技术咨询服务部 一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法
CN107055532A (zh) * 2017-04-21 2017-08-18 中国科学院城市环境研究所 一种负载石墨烯的活性炭复合材料及其制备方法
CN109107533A (zh) * 2018-10-11 2019-01-01 中喜（宁夏）新材料有限公司 玉米秸秆石墨烯活性炭制备工艺
US10549997B2 (en) 2016-11-07 2020-02-04 Council Of Scientific & Industrial Research Process for the production of graphene sheets with tunable functionalities from seaweed promoted by deep eutectic solvents
CN110828196A (zh) * 2019-10-24 2020-02-21 暨南大学 一种形状可控的碳化密胺树脂超级电容器电极材料及其制备方法与应用
US10689501B2 (en) 2015-10-27 2020-06-23 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Composite polyester material, composite polyester fiber, processes for preparing the same and uses thereof
US10836640B2 (en) 2015-10-15 2020-11-17 Jinan Shengquan Group Holding Co. Ltd. Composite containing carbon nanostructure, high molecular material using same and preparation method
US10941273B2 (en) 2015-11-20 2021-03-09 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Graphene-containing modified latex as well as preparation method therefor and application thereof
US11306416B2 (en) 2015-11-26 2022-04-19 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Functional regenerated viscose fiber

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106744937A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 中国科学院新疆理化技术研究所 一种氮掺杂的石墨化分级孔炭材料的制备方法和用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101885485A (zh) * 2010-07-08 2010-11-17 深圳市普迈达科技有限公司 以金属有机骨架材料为模板制备高比表面积炭材料的方法
CN102513109A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 武汉大学 一种碳基非贵金属氧电极双功能催化剂及其制备方法
WO2013169803A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-14 Biogenic Reagents LLC Biogenic activated carbon and methods of making and using same
CN103824701A (zh) * 2014-03-11 2014-05-28 中国第一汽车股份有限公司 活性石墨烯复合电极材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101885485A (zh) * 2010-07-08 2010-11-17 深圳市普迈达科技有限公司 以金属有机骨架材料为模板制备高比表面积炭材料的方法
CN102513109A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 武汉大学 一种碳基非贵金属氧电极双功能催化剂及其制备方法
WO2013169803A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-14 Biogenic Reagents LLC Biogenic activated carbon and methods of making and using same
CN103824701A (zh) * 2014-03-11 2014-05-28 中国第一汽车股份有限公司 活性石墨烯复合电极材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QINQIN ZHOU等: "Composite organogels of graphene and activated carbon for electrochemical capacitors", 《J. MATER. CHEM. A》 *
XIAOMING FAN等: "Hydrothermal synthesis and activation of graphene-incorporated nitrogen-rich carbon composite for high-performance supercapacitors", 《CARBON》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105032469A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 中国人民解放军国防科学技术大学 生物质基氮掺杂石墨烯/碳纤维电催化剂及其制备方法
US10836640B2 (en) 2015-10-15 2020-11-17 Jinan Shengquan Group Holding Co. Ltd. Composite containing carbon nanostructure, high molecular material using same and preparation method
US10689501B2 (en) 2015-10-27 2020-06-23 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Composite polyester material, composite polyester fiber, processes for preparing the same and uses thereof
WO2017071359A1 (zh) 2015-10-27 2017-05-04 济南圣泉集团股份有限公司 一种含有石墨烯的复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途
KR20170078634A (ko) * 2015-10-27 2017-07-07 지난 셩취엔 그룹 쉐어 홀딩 코., 엘티디. 그래핀을 포함하는 복합 폴리우레탄 폼, 그 제조방법 및 용도
KR101960619B1 (ko) 2015-10-27 2019-07-15 지난 셩취엔 그룹 쉐어 홀딩 코., 엘티디. 그래핀을 포함하는 복합 폴리우레탄 폼, 그 제조방법 및 용도
US10519268B2 (en) 2015-10-27 2019-12-31 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Composite polyurethane foam comprising graphene, processes for preparing the same use thereof
US10941273B2 (en) 2015-11-20 2021-03-09 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Graphene-containing modified latex as well as preparation method therefor and application thereof
US11306416B2 (en) 2015-11-26 2022-04-19 Jinan Shengquan Group Share Holding Co., Ltd. Functional regenerated viscose fiber
CN105504199A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 济南圣泉集团股份有限公司 一种含有石墨烯的复合聚氨酯泡沫、制备方法和用途
US10549997B2 (en) 2016-11-07 2020-02-04 Council Of Scientific & Industrial Research Process for the production of graphene sheets with tunable functionalities from seaweed promoted by deep eutectic solvents
CN106847524A (zh) * 2016-12-16 2017-06-13 吴中区穹窿山师匠新材料技术咨询服务部 一种活性炭/二氧化硅/石墨烯复合物的制备方法
CN107055532A (zh) * 2017-04-21 2017-08-18 中国科学院城市环境研究所 一种负载石墨烯的活性炭复合材料及其制备方法
CN109107533A (zh) * 2018-10-11 2019-01-01 中喜（宁夏）新材料有限公司 玉米秸秆石墨烯活性炭制备工艺
CN110828196A (zh) * 2019-10-24 2020-02-21 暨南大学 一种形状可控的碳化密胺树脂超级电容器电极材料及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN104118874B (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104118874B (zh) 一种活性炭/石墨烯复合物的制备方法
ES2804948T3 (es) Método para obtener grafeno de biomasa usando celulosa como materia prima
CN101708844B (zh) 一种制备小桐子壳基活性炭的方法
CN103496700B (zh) 一种将杉木木屑热解残留物制备活性炭的方法
CN109179407A (zh) 一种兰炭基活性焦及其制备方法
KR101195418B1 (ko) 2단계 건조공정을 이용한 바이오매스 유래 탄소성분이 코팅된 고발열량 하이브리드 석탄의 제조방법 및 그에 의하여 제조된 고발열량 하이브리드 석탄
CN104030862A (zh) 一种抑制氮肥淋失的牛粪生物炭制备方法
CN101780954A (zh) 一种高表面活性炭材料及其制备方法
CN101717084A (zh) 一种利用小桐子壳制备中孔活性炭的方法
CN103738960A (zh) 一种提高压块活性炭强度的颗粒级配配煤法
CN103896684B (zh) 木质素塑化粘结生物炭基尿素及制备方法
CN104445188A (zh) 一种利用溶液浸洗脱灰制备稻壳基活性炭的方法
CN103754870B (zh) 一步活化法制备焦炭基成型活性炭的方法
CN110330993A (zh) 一种基于双功能粘结剂的配型煤炼焦方法
CN109988018A (zh) 一种Fe/石墨烯/生物质炭、玉米专用炭基缓释复合肥及其应用
CN108277055A (zh) 一种生物质炭粉成型燃料制备方法
CN102676259A (zh) 一种型炭粘结剂的制备及使用新方法
CN104194808A (zh) 一种用于稻壳催化热解的方法
CN109516459A (zh) 一种生物质多孔活性炭及其制备方法和作为双电层电容器电极材料的应用
CN101967414A (zh) 一种无土煤球粘结剂及其制备方法
CN104829298A (zh) 一种废纸炭化制成的吸附肥料及其制备方法
CN102776432A (zh) 一种微波烧结制备中、低炭氮化锰铁的方法
CN106753673A (zh) 一种秸秆加工燃料
CN108439397B (zh) 一种轻质成型活性炭的制备工艺
CN106241797A (zh) 一种芦苇基活性炭的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160413

Termination date: 20190711