CN108557819A - 蒜基废弃物制备多孔炭材料的方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了蒜基废弃物制备多孔炭材料的方法和应用。其制备方法包括：S1将蒜基废弃物置于惰性气氛中加热炭化，炭化温度为400‑800℃，炭化时间为80min～150min；S2将步骤S1制得产物进行酸洗，然后水洗至中性；S3将步骤S2制得产物浸渍于化学活化剂中；S4将步骤S3制得产物进行加热活化，加热温度为700～900℃，时间为60‑140min；经酸洗、水洗、干燥后，得蒜基废弃物多孔炭电极材料。本发明专业应用性强，且设计工艺过程简单，易于产业化实现。在制备多孔炭材料的同时还对蒜基废弃物实现了高质化利用，所得多孔炭超级电容性能优异。
Description
技术领域
本发明属于生物炭材料制备技术领域，具体涉及蒜基废弃物制备多孔炭材料的方法和应用。
背景技术
人类进入二十一世纪以来，能源短缺和环境问题逐步成为影响人类生存的两大问题。传统的非再生化石能源将被替代，而清洁无污染的新能源将会成为使用的主流。然而，一些新能源如太阳能、风能、潮汐能等存在间歇性，能量有效利用率低，发电稳定性差，因此应大力发展一种与之相匹配的储能装置。超级电容器是一种介于传统电容器和二次电池之间的一种新型储能器件，其具有高的功率密度，充放电速度快，且具有较长的循环寿命。电极材料是影响超级电容器性能的重要的器件，多孔炭材料因其良好的理化性能，是应用最早、目前使用最广泛的电极材料之一。
生物质原料因其价格低廉、分布广泛、目前,许多研究工作者开展了以各种生物体材料和农业废物为原料制备多孔炭材料的工作，包括稻壳、花生壳、椰壳、甘蔗渣、泡桐木、竹子等。
中国专利(公开号CN 107555430 A)公开了一种采用松针为原料，一步炭化制备超级电容器用多孔炭，其比表面积可达1476m2/g，总孔容0.61cm3/g，在0.5A/g的电流密度下比电容可达128F/g。
中国专利(公开号CN 107043109 A)公开了一种以淀粉基生物质为原料，以氢氧化物为活化剂制备超级电容器用多孔炭，其比表面积可达2596m2/g，总孔容1.01cm3/g，比电容可达307F/g。
通过对这些原料进行处理，已经可以得到比表面积1000-3000m2/g的炭材料，其在水系电解质中比电容值一般可达到100～300F/g。但是，目前多孔炭用作超级电容器电极材料时仍存在比电容值不够高，在大电流下比电容下降较快等问题。
大蒜，百合科葱属，其食用部分主要是其鳞茎。随着大蒜的开发已进入工业化生产，产生的废弃物越来越多。其非食用部分如茎、叶、蒜秧、蒜杆等作为食物的加工副产物常被抛弃，造成了资源浪费。另外，近年来，由于国际上对大蒜油的需求促使我国新建了不少提取大蒜油(即大蒜素)的厂家。然而，大蒜油在大蒜中的含量仅为2‰—5‰，也就是100吨大蒜最多可提取0.5吨大蒜油，而剩余蒜渣至少有99.5吨。这些蒜渣的遗弃不仅造成了资源的极大浪费，且由于蒜渣具有较强的刺激性臭味，严重污染了环境。有研究表明，在提取大蒜油的前后，除了大蒜油的含量有所减少之外，其他的营养成分并没有很大变化。大蒜作为葱属的一类典型植物，其茎、叶、杆中具有较多的维管束结构，并具有一定的天然空隙。另外，其成分中还有一些碱金属，能参与其活化反应。使用蒜基废弃物作为原料进行多孔炭的制备，既可以将其高质化利用，拓展了其产业链的附加值，又能获得一种超级电容器用高性能的电极材料。
发明内容
针对上述现有技术的不足，发明人经长期的技术与实践探索，提供一种原料成本低、产品孔隙结构发达、电容性能高、循环和倍率性能好的超级电容器用多孔炭材料及其制备方法。
本发明的目的之一在于提供蒜基废弃物在制备超级电容器的多孔炭电极材料中的应用。
本发明的目的之二在于提供一种用于超级电容器的蒜基废弃物多孔炭材料的制备方法。
本发明的目的之三在于提供上述方法制备得到的多孔炭材料。
本发明的目的之四在于提供一种超级电容器用多孔炭电极。
本发明的目的之五在于提供上述多孔炭材料和/或多孔炭电极在超级电容器中的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了蒜基废弃物在制备超级电容器的多孔炭电极材料中的应用。
优选的，所述蒜基废弃物包括但不限于蒜杆、蒜叶、蒜秧、蒜渣；其中，蒜杆、蒜叶、蒜秧等植物组织具有天然的孔隙结构，有利于炭化活化进行造孔和扩孔，能形成良好的孔隙结构。同时其结构中富含维管束及薄壁组织，有利于活化剂深入进行活化造孔。使用蒜基废弃物进行超级电容器用多孔炭材料的制备可以充分利用其植物组织的结构优势，并将废弃物转化为高性能的电极材料。
本发明的第二个方面，提供一种用于超级电容器的蒜基废弃物多孔炭材料的制备方法，所述方法包括：
S1.将蒜基废弃物置于惰性气氛中加热炭化，炭化温度为400-800℃，炭化时间为80min～150min；
S2.将步骤S1制得产物进行酸洗，然后水洗至中性；
S3.将步骤S2制得产物浸渍于化学活化剂中；
S4.将步骤S3制得产物进行加热活化，加热温度为700～900℃，时间为60-140min；经酸洗、水洗、干燥后，得蒜基废弃物多孔炭材料。
本发明的第三个方面，提供所述方法制备得到的多孔炭材料。本发明制备的多孔炭材料，经BET法计算所得的比表面积为2000～4000m2/g，可以提供更多能吸附电荷的活性位点，有利于提高超级电容器的能量密度；其孔容高达1.89cm3/g，孔径分布集中在4nm以内，孔径分布和孔隙率一定范围内可调。
本发明的第四个方面，提供一种超级电容器用多孔炭电极，所述多孔炭电极由所述蒜基废弃物多孔炭材料、导电添加剂(导电剂)和粘结剂制成。
本发明的第五个方面，提供所述多孔炭材料和/或多孔炭电极在超级电容器中的应用。
本发明制备的多孔炭材料可适用于各种电解液体系，且为电解液中的离子提供快速的通道，使其具有更优良的大电流充放电能力及其能量密度。其次，本发明制备的多孔炭材料灰分低，浸润性好，组装成得二电极体系双电层超级电容器具有较高的比电容、较小的等效串联电阻、较高的充放电效率，以及低的时间常数，特别是在高倍率下充放电具有较高的能量密度等。
与已有发明相比，本发明技术方案具有如下有益效果：
(1)与现有其他生物质原料如核桃壳、椰壳、花生壳、稻壳等相比，蒜基废弃物原料有自身独特的植物组织结构，本身自带的孔隙有利于其在炭化活化的过程中活化剂进入，从而生成更好的孔隙结构。较大的比表面积提供了电荷的储存空间，合理的孔径分布可以平衡电容与倍率性能之间的需求；
(2)本发明提供了一种超级电容器用蒜基废弃物多孔炭材料及制备方法，通过调控炭化温度、炭化时间、碱炭比、活化温度、活化时间以达到对比表面积和孔径的调控，可相应提高电化学性能；
(3)本发明提供的多孔炭电极材料具有良好的倍率性能，采用本发明的多孔炭能够制备出在大电流使用条件下的超级电容器，其在水系电解液(6MKOH)条件下，电流密度为0.1A/g，0.3A/g，0.5A/g，1.0A/g，3.0A/g，5.0A/g，10A/g,30A/g,50A/g,100A/g时，比电容能分别达到513F/g，442F/g，388F/g，364F/g，344F/g，334F/g，320F/g，298F/g，279F/g，263F/g；
(4)本发明专业应用性强，且设计工艺过程简单，易于产业化实现。在制备多孔炭材料的同时还对蒜基废弃物实现了高质化利用，清洁环保。
附图说明
图1为本发明实施例1原材料所得到的扫描电镜图。
图2为本发明实施例1多孔炭材料所得到的扫描电镜图。
图3为本发明实施例1所得炭材料的孔径分布图。
图4为本发明实施例1所得炭材料的N2吸附-脱附曲线。
图5为本发明实施例1所得炭材料在50mVs-1扫速下的循环伏安特性曲线。
图6为本发明实施例1所得炭材料在5Ag-1电流密度下的恒电流充放电曲线。
图7为本发明实施例1的倍率性能曲线。
图8为本发明实施例1的交流阻抗曲线。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
术语解释：
超级电容器，又称电化学电容器(Electrochemical Capacitor,EC)，包括双电层电容器和赝电容器，通过极化电解质来储能，是一种电化学元件，在其储能的过程并不发生化学反应。
蒜基废弃物：在本发明中，蒜基废弃物包括但不限于大蒜在种植和利用过程中产生的蒜渣、蒜杆、蒜秧、蒜叶，以及针对上述材料进行简单的粉碎、胶磨、超声处理的样品等。
炭化：指有机物在隔绝空气下热分解为碳和其他产物，或用强吸水剂(浓硫酸)将含碳、氢、氧的化合物脱水而成炭的作用。
本发明的一种具体实施方式中，提供蒜基废弃物在制备超级电容器的多孔炭电极材料中的应用。
本发明的又一具体实施方式中，所述蒜基废弃物包括但不限于蒜杆、蒜叶、蒜秧、蒜渣；其中，蒜杆、蒜叶、蒜秧等植物组织具有天然的孔隙结构，有利于炭化活化进行造孔和扩孔，能形成良好的孔隙结构。同时其结构中富含维管束及薄壁组织，有利于活化剂深入进行活化造孔。使用蒜基废弃物进行超级电容器用多孔炭材料的制备可以充分利用其植物组织的结构优势，并将废弃物转化为高性能的电极材料。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种用于超级电容器的蒜基废弃物多孔炭材料的制备方法，所述方法包括：
S1.将蒜基废弃物置于惰性气氛中加热炭化，炭化温度为400-800℃，炭化时间为80min～150min；
S2.将步骤S1制得产物进行酸洗，然后水洗至中性；
S3.将步骤S2制得产物浸渍于化学活化剂中；
S4.将步骤S3制得产物进行加热活化，加热温度为700～900℃，时间为60-140min；经酸洗、水洗、干燥后，得蒜基废弃物多孔炭材料。
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S1中，
蒜基废弃物在进行加热炭化前，对其进行洗净、干燥、粉碎并过筛处理；
进一步的，所述干燥处理温度为80-120℃；过筛处理中筛孔为60-300目；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S1中，
进行加热炭化处理装置为封闭式炉膛，所述封闭式炉膛为马弗炉、管式炉的任意一种，优选为管式炉；
所述惰性气氛包括但不限于氮气、氦气、氩气中的一种或几种组合，优选为氮气；惰性气氛的流量为0.1-2L/min，优选为1L/min；
加热时的升温速率为5～100℃/min，例如为5℃/min，10℃/min，20℃/min，30℃/min，40℃/min，50℃/min，60℃/min，70℃/min，80℃/min，90℃/min，优选的升温速率为5℃/min；
加热炭化处理温度为600℃，处理时间为120min；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S2中，
所述酸洗使用的酸，包括硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸的水溶液中的一种或几种的组合，优选使用盐酸；
所述的酸洗使用的酸的浓度为1wt～60wt％，例如5wt％，10wt％，15wt％，20wt％，25wt％，30wt％，35wt％，40wt％，45wt％，50wt％，55wt％，60wt％，优选使用1～20wt％；
酸洗及水洗温度范围在20-99℃，进一步优选的，酸洗及水洗温度为70-90℃。
本发明使用酸洗将炭化产物中的钙离子、部分杂质洗去，同时通过加热既可以增加去除效果，同时也可以进一步在活化前提供一定的孔隙结构，有助于活化过程的进一步造孔；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S3中，
在将步骤S2制得产物浸渍于化学活化剂前对步骤S2制得产物进行干燥处理；优选的，干燥温度为80-120℃，优选为105℃；干燥时间为8-24h，优选为12h；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S3中，
所述化学活化剂包括且不限于KOH,NaOH，K2CO3，H3PO4，ZnCl2的一种或多种，优选的，化学活化剂使用KOH；
步骤S2制得产物与KOH的浸渍比为1:1～1:5，优选的，浸渍比为1:4；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S4中，
进行加热活化处理装置为封闭式炉膛，所述封闭式炉膛为马弗炉、管式炉的任意一种，优选为管式炉；
所述惰性气氛包括但不限于氮气、氦气、氩气中的一种或几种组合，优选为氮气；惰性气氛的流量为0.1-2L/min，优选为0.1L/min；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S4中，
所述酸洗使用的酸，包括硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸的水溶液中的一种或几种的组合，优选使用盐酸；
酸洗时间为10-30min；所述的酸洗使用的酸的浓度为1wt～60wt％，如5wt％，10wt％，15wt％，20wt％，25wt％，30wt％，35wt％，40wt％，45wt％，50wt％，55wt％，60wt％，优选1～20wt％；
酸洗及水洗温度为20-99℃，进一步优选的，酸洗及水洗温度为70-90℃。
本发明的又一具体实施方式中，提供所述方法制备得到的多孔炭材料。本发明制备的多孔炭材料，经BET法计算所得的比表面积为2000～4000m2/g，可以提供更多能吸附电荷的活性位点，有利于提高超级电容器的能量密度；其孔容高达1.89cm3/g，孔径分布集中在4nm以内，孔径分布和孔隙率一定范围内可调。
本发明的又一具体实施方式中，提供一种超级电容器用多孔炭电极，所述多孔炭电极由所述蒜基废弃物多孔炭材料、导电添加剂(导电剂)和粘结剂制成；
本发明的又一具体实施方式中，所述蒜基废弃物多孔炭，导电添加剂(导电剂)、粘结剂的质量比为7-9:1-2:1-2；进一步的，三者质量比为8:1:1。
其中，本发明使用的粘结剂包括但不限于目前已经被广泛使用的PTFE(聚四氟乙烯)，PVDF(聚偏氟乙烯)、聚乙烯醇、轻甲基纤维素钠、聚烯烃类、橡胶类、聚氨醋类等；
本发明使用的导电添加剂包括但不限于目前已经被广泛使用的导电炭黑、乙炔黑、石墨类添加剂、碳纳米管添加剂等。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述超级电容器用多孔炭电极的制备方法，其中，将蒜基废弃物多孔炭、粘结剂和导电添加剂的混合方式使用目前常见的方法：包括通过调浆制备蒜基废弃物多孔炭、粘结剂和导电添加剂混合浆料并将浆料均匀涂到集流体上的方法以及通过将混合均匀的蒜基废弃物多孔炭、粘结剂和导电添加剂混合活性物质加热压制成型的方法。
其中，本发明使用的集流体包括但不限于目前已经被广泛使用的铜箔、铝箔、镍网、不锈钢箔等。
本发明的又一具体实施方式中，提供所述多孔炭材料和/或多孔炭电极在超级电容器中的应用。
以下结合具体实例对本发明作进一步的说明，以下实例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或按照销售公司所推荐的条件；在本发明没有特别限定，均可通过商业途径购买得到。
实施例1：
本实施例涉及一种基于大蒜废弃物的超级电容器用多孔炭的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将蒜秧原料用清水冲洗以去除杂质，在105℃下烘干24h并粉碎，过80目筛。
步骤二，取步骤一所得蒜秧粉置于管式炉中600℃炭化2h，保护气体选为氮气，流量为1L/min。升温速率为5℃/min。
步骤三，取步骤二炭化所得产物与10wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，所得产物在鼓风干燥箱中105℃干燥。
步骤四，取步骤三所得产物与KOH以1:4质量比混合，置于气氛马弗炉中800℃活化2h。升温速率为5℃/min。氮气用作保护气，流量为0.1L/min。
步骤五，取步骤四所得产物与10wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，干燥后即得多孔炭材料。
实施效果：该产物通过BET法计算得到比表面积为2493m2/g，孔容为1.366cm3/g，BJH法计算得到大孔和介孔平均孔径3.04nm，是一种具有较高比表面积的材料。将此炭材料与导电剂、粘结剂以8:1:1的质量比混合制备的超级电容器用电极材料，以6mol/L的KOH作为电解液进行恒电流充放电测试，在电流密度为0.1A/g时的比电容值达到513F/g，在电流密度为10A/g时能达到321F/g，在电流密度为100A/g时仍能达到263F/g。
实施例2：
本实施例涉及一种基于大蒜废弃物的超级电容器用多孔炭的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将蒜渣原料用清水冲洗以去除杂质，在105℃下烘干24h并粉碎，过120目筛。
步骤二，取步骤一所得蒜秧粉置于管式炉中600℃炭化2h，保护气体选为氮气，流量为1.5L/min。升温速率为10℃/min。
步骤三，取步骤二炭化所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，所得产物在鼓风干燥箱中105℃干燥。
步骤四，取步骤三所得产物与KOH以1:5质量比混合，置于气氛马弗炉中750℃活化2h。升温速率为10℃/min。氮气用作保护气，流量为0.5L/min。
步骤五，取步骤四所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，干燥后即得多孔炭材料。
实施效果：该产物通过BET法计算得到比表面积为3215m2/g，孔容为1.888cm3/g，BJH法计算得到大孔和介孔平均孔径2.306nm，是一种具有较高比表面积的材料。将此炭材料与导电剂、粘结剂以8:1:1的质量比混合制备的超级电容器用电极材料，以6mol/L的KOH作为电解液进行恒电流充放电测试，在电流密度为0.1A/g时的比电容值达到440F/g，在电流密度为10A/g时能达到293F/g，在电流密度为100A/g时仍能达到272F/g。
实施例3：
本实施例涉及一种基于大蒜废弃物的超级电容器用多孔炭的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将蒜秧、蒜叶、蒜杆混合物原料用清水冲洗以去除杂质，在105℃下烘干24h并粉碎，过200目筛。
步骤二，取步骤一所得蒜秧粉置于管式炉中600℃炭化2h，保护气体选为氮气，流量为1L/min。升温速率为20℃/min。
步骤三，取步骤二炭化所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，所得产物在鼓风干燥箱中105℃干燥。
步骤四，取步骤三所得产物与KOH以1:3质量比混合，置于气氛马弗炉中850℃活化2h。升温速率为20℃/min。氮气用作保护气，流量为0.1L/min。
步骤五，取步骤四所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，干燥后即得多孔炭材料。
实施效果：该产物通过BET法计算得到比表面积为2291m2/g，孔容为1.344cm3/g，BJH法计算得到大孔和介孔平均孔径2.346nm，是一种具有较高比表面积的材料。将此炭材料与导电剂、粘结剂以8:1:1的质量比混合制备的超级电容器用电极材料，以6mol/L的KOH作为电解液进行恒电流充放电测试，在电流密度为0.1A/g时的比电容值达到299F/g，在电流密度为10A/g时能达到200F/g，在电流密度为100A/g时仍能达到169F/g。
实施例4：
本实施例涉及一种基于大蒜废弃物的超级电容器用多孔炭的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将蒜叶原料用清水冲洗以去除杂质，在105℃下烘干24h并粉碎，过200目筛。
步骤二，取步骤一所得蒜叶粉置于管式炉中600℃炭化2h，保护气体选为氮气，流量为1L/min。升温速率为20℃/min。
步骤三，取步骤二炭化所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，所得产物在鼓风干燥箱中105℃干燥。
步骤四，取步骤三所得产物与KOH以1:3质量比混合，置于气氛马弗炉中850℃活化2h。升温速率为20℃/min。氮气用作保护气，流量为0.1L/min。
步骤五，取步骤四所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，干燥后即得多孔炭材料。
实施效果：该产物通过BET法计算得到比表面积为1872m2/g，孔容为1.025cm3/g，BJH法计算得到大孔和介孔平均孔径2.124nm，是一种具有较高比表面积的材料。将此炭材料与导电剂、粘结剂以8:1:1的质量比混合制备的超级电容器用电极材料，以6mol/L的KOH作为电解液进行恒电流充放电测试，在电流密度为0.1A/g时的比电容值达到202F/g，在电流密度为10A/g时能达到135F/g，在电流密度为100A/g时仍能达到102F/g。
实施例5：
本实施例涉及一种基于大蒜废弃物的超级电容器用多孔炭的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将蒜秧原料用清水冲洗以去除杂质，以质量比1:8的比例与去离子水混合，在胶磨机中进行破壁处理。在105℃下烘干48h并粉碎，过80目筛。
步骤二，取步骤一所得蒜秧粉置于管式炉中650℃炭化2h，保护气体选为氮气，流量为0.5L/min。升温速率为20℃/min。
步骤三，取步骤二炭化所得产物与15wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，所得产物在鼓风干燥箱中105℃干燥。
步骤四，取步骤三所得产物与KOH以1:3质量比混合，置于气氛马弗炉中800℃活化2h。升温速率为20℃/min。氮气用作保护气，流量为0.1L/min。
步骤五，取步骤四所得产物与20wt％盐酸置于80℃水浴锅中磁力搅拌30min，然后用去离子水洗涤至中性，干燥后即得多孔炭材料。
实施效果：该产物通过BET法计算得到比表面积为2468m2/g，孔容为1.656cm3/g，BJH法计算得到大孔和介孔平均孔径2.684nm，是一种具有较高比表面积的材料。将此炭材料与导电剂、粘结剂以8:1:1的质量比混合制备的超级电容器用电极材料，以6mol/L的KOH作为电解液进行恒电流充放电测试，在电流密度为0.1A/g时的比电容值达到490F/g，在电流密度为10A/g时能达到280F/g，在电流密度为100A/g时仍能达到270F/g。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.蒜基废弃物在制备超级电容器的多孔炭电极材料中的应用；
其中，所述蒜基废弃物包括蒜杆、蒜叶、蒜秧、蒜渣中的一种或多种。
2.一种用于超级电容器的蒜基废弃物多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
S1.将蒜基废弃物置于惰性气氛中加热炭化，炭化温度为400-800℃，炭化时间为80min～150min；
S2.将步骤S1制得产物进行酸洗，然后水洗至中性；
S3.将步骤S2制得产物浸渍于化学活化剂中；
S4.将步骤S3制得产物进行加热活化，加热温度为700～900℃，时间为60-140min；经酸洗、水洗、干燥后，得蒜基废弃物多孔炭材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，
蒜基废弃物在进行加热炭化前，对其进行洗净、干燥、粉碎并过筛处理；
所述干燥处理温度为80-120℃；过筛处理中筛孔为60-300目；
进行加热炭化处理装置为封闭式炉膛，所述封闭式炉膛为马弗炉、管式炉的任意一种，进一步优选为管式炉；
所述惰性气氛包括但不限于氮气、氦气、氩气中的一种或几种组合，进一步优选为氮气；
所述惰性气氛的流量为0.1-2L/min，优选为1L/min；
加热时的升温速率为5～100℃/min，优选为5℃/min，10℃/min，20℃/min，30℃/min，40℃/min，50℃/min，60℃/min，70℃/min，80℃/min，90℃/min，进一步优选的升温速率为5℃/min；
加热炭化处理温度为600℃，处理时间为120min。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，
所述酸洗使用的酸，包括硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸的水溶液中的一种或几种的组合，优选使用盐酸；
所述的酸洗使用的酸的浓度为1wt～60wt％，优选为5wt％，10wt％，15wt％，20wt％，25wt％，30wt％，35wt％，40wt％，45wt％，50wt％，55wt％，60wt％，进一步优选为1～20wt％；
酸洗及水洗温度范围在20-99℃，进一步优选的，酸洗及水洗温度为70-90℃。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，
在将步骤S2制得产物浸渍于化学活化剂前对步骤S2制得产物进行干燥处理；优选的，干燥温度为80-120℃，优选为105℃；干燥时间为8-24h，优选为12h；
所述化学活化剂包括KOH,NaOH，K2CO3，H3PO4，ZnCl2的一种或多种，优选的，化学活化剂使用KOH；
步骤S2制得产物与KOH的浸渍比为1:1～1:5，优选的，浸渍比为1:4。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，
进行加热活化处理装置为封闭式炉膛，所述封闭式炉膛为马弗炉、管式炉的任意一种，优选为管式炉；
所述惰性气氛包括氮气、氦气、氩气中的一种或几种组合，优选为氮气；惰性气氛的流量为0.1-2L/min，优选为0.1L/min；
所述酸洗使用的酸，包括硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸的水溶液中的一种或几种的组合，优选使用盐酸；
酸洗时间为10-30min；所述的酸洗使用的酸的浓度为1wt～60wt％，优选5wt％，10wt％，15wt％，20wt％，25wt％，30wt％，35wt％，40wt％，45wt％，50wt％，55wt％，60wt％，进一步优选为1～20wt％；
酸洗及水洗温度为20-99℃，进一步优选的，酸洗及水洗温度为70-90℃。
7.权利要求2-6任一项所述方法制备得到的多孔炭材料。
8.一种超级电容器用多孔炭电极，其特征在于，所述多孔炭电极由权利要求6所述蒜基废弃物多孔炭材料、导电添加剂和粘结剂制成；
优选的，所述蒜基废弃物多孔炭、导电添加剂、粘结剂的质量比为7-9:1-2:1-2；进一步优选的，多孔炭、导电添加剂、粘结剂的质量比为8:1:1。
9.如权利要求8所述的超级电容器用多孔炭电极，其特征在于，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、轻甲基纤维素钠、聚烯烃类、橡胶类、聚氨醋类；
所述导电添加剂包括导电炭黑、乙炔黑、石墨类添加剂、碳纳米管添加剂。
10.权利要求7所述多孔炭材料和/或权利要求8-9任一项所述多孔炭电极在超级电容器中的应用。
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