CN112927953A - 一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超级电容器技术领域，且公开了一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，四氧化三钴优良的比容量能够提高基体的比容量，避免了碳材料电极的比容量低的问题，纳米花结构和多孔碳材料均具有大的比表面积和丰富的孔道结构，为电子和离子的传输提供优良的孔道结构和反应活性位点，均匀生长的碳基体上，有效的解决四氧化三钴在充放电过程中发生体积膨胀而导致的结构坍塌的问题，氮原子上的孤对电子和碳原子上的大π键产生共轭作用，提高多孔碳表面的化学吸附性和润湿性，磷元素使得多孔碳材料上的缺陷位点增多，无序化程度和活性位点有所提高，得到的复合材料具有优良的导电性和循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及超级电容器技术领域，具体为一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器和制备方法。
背景技术
气候变化和能源短缺等问题迫使人们不断地开发可再生能源，走上可持续发展道路和能源再生道路，为此投入了大量的物力和人力，其中风能、太阳能、潮汐能、地热能等能源正在逐渐代替传统的化石能源，但这些能源存在很大程度上的不稳定，受环境影响较大，因此开发出环保节能的储能装置和设备具有重要的研究价值和实际意义。
超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的一种新型的电化学的储能装置，具有很高的能量密度，达到了法拉级的大容量，具有功率密度高、存储电荷能力强的特点，同时是一种绿色环保的循环寿命很长的储能装置，超级电容器的工作原理分为两种，分别为法拉第赝电容和双电层储能，其中电极材料是超级电容器中研究的重点，常用的电极材料主要包括碳材料、导电聚合物和金属氧化物，碳材料由于价格低廉、耐酸碱性能好，引起了广泛的关注，而木质素、纤维素等可再生的绿色原料，含量多，作为多孔碳材料的原料，原料很丰富，金属氧化物Co3O4、WO3等在电极和电解液表面能够产生法拉第准电容，且具有很高的理论比容量，但在充放电过程中容易发生体积膨胀，在碳材料上掺入相应的杂原子，如氮原子、磷原子、硫原子等，均能够有效的对碳材料进行相应的改性，有效的提高电极材料的电化学性能，与多孔碳材料复合后，得到的电极材料既保持了金属氧化物超高比容量的优点又有着多孔碳材料的稳定性和导电性。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器和制备方法，解决了Co3O4电极材料的导电性能不高、循环稳定性差的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，所述纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器和制备方法如下：
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，发生曼尼希反应，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，搅拌混合均匀，发生取代反应，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，将混合溶液转移至反应釜中，进行水热反应，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中煅烧，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
优选的，所述步骤(1)中木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:40-55:8-15。
优选的，所述步骤(1)中曼尼希反应的温度为50-70℃，曼尼希反应的时间为12-24h。
优选的，所述步骤(2)中三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为20-35:100:24-40。
优选的，所述步骤(2)中取代反应的温度为30-60℃，取代反应的时间为18-36h。
优选的，所述步骤(3)中氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为380-420:100。
优选的，所述步骤(3)中碳化的升温速率为1-4℃/min，碳化的温度为650-800℃，碳化处的时间为1-3h。
优选的，所述步骤(4)中赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为220-320:250-350:100。
优选的，所述步骤(4)中水热反应的温度为100-120℃，水热反应的时间为12-24h。
优选的，所述步骤(5)中煅烧的温度为200-250℃，煅烧的时间为2-4h。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益技术效果：
该一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，在合成过程中，木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液发生曼尼希反应，得到哌嗪接枝木质素，在乙腈溶剂中，哌嗪接枝木质素的哌嗪上胺基和苯基二氯磷酸酯上的氯原子在三乙胺作用下，发生取代反应，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，以木质素为碳源，苯基二氯磷酸酯为磷源，哌嗪为氮源，在氢氧化钾活化作用下，碳化得到N,P掺杂多孔碳，在赖氨酸调控下，硫酸钴在水热条件下，均匀在N,P掺杂多孔碳基体上生长，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，在马弗炉中煅烧，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
该一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，四氧化三钴具有优良的比容量，能够有效的提高基体的比容量，避免了单独的碳材料电极的比容量低的问题，四氧化三钴特殊的纳米花结构和多孔碳材料均具有大的比表面积和丰富的孔道结构，为电子和离子的传输提供优良的孔道结构和反应活性位点，多孔碳材料在超级电容器充放电过程中具有稳定的化学性能，在四氧化三钴合成过程中，加入氮、磷掺杂的多孔碳材料，四氧化三钴均匀生长的碳基体上，能够有效的解决四氧化三钴在充放电过程中发生体积膨胀而导致的结构坍塌的问题，杂原子氮原子的掺入，氮原子上的孤对电子和碳原子上的大π键产生共轭作用，能够有效的提高多孔碳表面的化学吸附性和润湿性，磷元素的掺入，使得多孔碳材料上的缺陷位点增多，同时无序化程度和活性位点有所提高，得到的复合材料具有优良的导电性和循环稳定性。
附图说明
图1是哌嗪接枝木质素的合成机理图。
图2是苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的合成机理图。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器制备方法如下：
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:40-55:8-15，在50-70℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为12-24h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为20-35:100:24-40，搅拌混合均匀，在30-60℃发生取代反应，取代反应的时间为18-36h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为380-420:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为1-4℃/min，碳化的温度为650-800℃，碳化的时间为1-3h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为220-320:250-350:100，将混合溶液转移至反应釜中，在100-120℃进行水热反应，水热反应的时间为12-24h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中200-250℃煅烧，煅烧的时间为2-4h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
实施例1
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:40:8，在50℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为12h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为20:100:24，搅拌混合均匀，在30℃发生取代反应，取代反应的时间为18h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为380:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为1℃/min，碳化的温度为650℃，碳化的时间为1h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为220:250:100，将混合溶液转移至反应釜中，在100℃进行水热反应，水热反应的时间为12h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中200℃煅烧，煅烧的时间为2h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
实施例2
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:45:10，在55℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为15h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为25:100:30，搅拌混合均匀，在40℃发生取代反应，取代反应的时间为24h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为395:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为2℃/min，碳化的温度为700℃，碳化的时间为2h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为250:280:100，将混合溶液转移至反应釜中，在105℃进行水热反应，水热反应的时间为15h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中220℃煅烧，煅烧的时间为3h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
实施例3
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:50:14，在65℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为20h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为30:100:32，搅拌混合均匀，在50℃发生取代反应，取代反应的时间为32h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为405:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为3℃/min，碳化的温度为750℃，碳化的时间为2h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为300:320:100，将混合溶液转移至反应釜中，在115℃进行水热反应，水热反应的时间为20h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中240℃煅烧，煅烧的时间为3h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
实施例4
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:55:15，在70℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为24h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为35:100:40，搅拌混合均匀，在60℃发生取代反应，取代反应的时间为36h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为420:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为4℃/min，碳化的温度为800℃，碳化的时间为3h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为320:350:100，将混合溶液转移至反应釜中，在120℃进行水热反应，水热反应的时间为24h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中250℃煅烧，煅烧的时间为4h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
对比例1
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:30:6，在55℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为15h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为15:100:18，搅拌混合均匀，在40℃发生取代反应，取代反应的时间为24h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为320:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为2℃/min，碳化的温度为700℃，碳化的时间为2h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为180:200:100，将混合溶液转移至反应釜中，在105℃进行水热反应，水热反应的时间为15h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中220℃煅烧，煅烧的时间为3h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
对比例2
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，加入的木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:65:18，在65℃发生曼尼希反应，曼尼希反应的时间为20h，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，加入的三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为42:100:50，搅拌混合均匀，在50℃发生取代反应，取代反应的时间为32h，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，加入的氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为450:100，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化的升温速率为3℃/min，碳化的温度为750℃，碳化的时间为2h，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，加入的赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为350:380:100，将混合溶液转移至反应釜中，在115℃进行水热反应，水热反应的时间为22h，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中240℃煅烧，煅烧的时间为3h，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
采用三电极体系进行电化学性能测试，取90％实施例和对比例中合成的纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳、5％乙炔黑和5％聚四氟乙烯混合均匀，调成糊状，涂在预处理的碳电极上，电解液为6mol/L的KOH和1mol/L的H2SO4，使用CS360电化学工作站测试电化学性能，在测试过程中，测试电压范围为-0.1-0.5V，扫描速率为20mV·s-1。
Claims (10)
1.一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器和制备方法如下：
(1)向三口烧瓶中加入氢氧化钠水溶液和木质素，搅拌混合均匀，再加入N-氨乙基哌嗪和甲醛水溶液，发生曼尼希反应，反应结束后，使用去离子水洗涤，离心，干燥，得到哌嗪接枝木质素；
(2)向四口烧瓶中加入乙腈溶剂，再加入三乙胺和哌嗪接枝木质素，搅拌混合均匀，再加入溶解在乙腈中的苯基二氯磷酸酯溶液，搅拌混合均匀，发生取代反应，反应结束后，冷却，过滤，使用去离子水和乙腈洗涤，得到苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素；
(3)向烧杯中加入去离子水溶剂和氢氧化钾，搅拌混合均匀，再加入苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素，进行活化处理，处理结束后，干燥，将得到的样品置于管式炉中，在氮气氛围中碳化，碳化结束后，得到N,P掺杂多孔碳；
(4)向三口烧瓶中加入去离子水、赖氨酸和硫酸钴，搅拌混合均匀后，加入N,P掺杂多孔碳，将混合溶液转移至反应釜中，进行水热反应，反应结束后，冷却，使用去离子水和乙醇洗涤，离心分离，干燥，得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体；
(5)向坩埚中加入纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳前驱体，置于马弗炉中煅烧，煅烧结束后得到纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳。
2.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(1)中木质素、N-氨乙基哌嗪和甲醛的质量比为100:40-55:8-15。
3.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(1)中曼尼希反应的温度为50-70℃，曼尼希反应的时间为12-24h。
4.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(2)中三乙胺、哌嗪接枝木质素和苯基二氯磷酸酯的质量比为20-35:100:24-40。
5.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(2)中取代反应的温度为30-60℃，取代反应的时间为18-36h。
6.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(3)中氢氧化钾和苯基磷酸酯基哌嗪接枝木质素的质量比为380-420:100。
7.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(3)中碳化的升温速率为1-4℃/min，碳化的温度为650-800℃，碳化的时间为1-3h。
8.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(4)中赖氨酸、硫酸钴和N,P掺杂多孔碳的质量比为220-320:250-350:100。
9.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(4)中水热反应的温度为100-120℃，水热反应的时间为12-24h。
10.根据权利要求1所述的一种纳米花状Co3O4修饰N,P掺杂多孔碳超级电容器，其特征在于：所述步骤(5)中煅烧的温度为200-250℃，煅烧的时间为2-4h。
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