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一种层状结构纸基碳电极制备方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
余先纯;孙振宇;孙德林
申请/专利权人:
中南林业科技大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-06-21
申请/专利号:
CN201910543594.3
公开时间:
2019-08-30
公开号:
CN110189928A
主申请人地址:
410004 湖南省长沙市韶山南路498号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤: 步骤1)将废纸浸泡在复合催化剂溶液中,浸透后取出,干燥; 步骤2)将活化剂和碳材料分散在水溶性热固性树脂中,得到活化剂-碳材料-水溶性热固性树脂混合溶液; 步骤3)将浸有复合催化剂的废纸浸泡在所述活化剂-碳材料-水溶性热固性树脂混合溶液中,浸透后取出,干燥; 步骤4)将上述干燥后的废纸逐层叠加,热压胶合,得到纸基-树脂复合材料; 步骤5)把所述纸基-树脂复合材料放置在夹板中,烧结,冷却,洗涤,得到纸基层状电极材料; 其中,所述步骤1)中复合催化剂溶液为硼酸盐和金属盐按等摩尔比浓度、等体积混合而成; 所述步骤2)中所述水溶性热固性树脂的固含量为50%,其中,活化剂:碳材料:水溶性热固性树脂的质量比为5~20:1~10:10~50。 2.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤1)中所述复合催化剂溶液的浓度为0.5~5mol/L。 3.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤4)中热压胶合的温度为120℃-160℃。 4.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤5)中所述纸基-树脂复合材料夹在刚玉板之间,置于烧结炉中惰性气体保护,以2-6℃/min的升温速度升温至800℃-1200℃的温度,保温烧结1-4h,冷却后用去离子水洗涤至中性,得到具有层状结构的纸基层状电极材料。 5.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述废纸为废旧打印纸、卫生纸、餐巾纸、废报纸、旧书的废纸或瓦楞纸板中的一种或几种。 6.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤1)中金属盐为铁盐、钴盐、镍盐中的一种或几种。 7.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤2)中所述活化剂为碱性活化剂,碱性活化剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氢氧化钾或氢氧化钠中的一种或几种。 8.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤2)中碳材料为活性炭、多孔碳、石墨烯、氧化石墨烯或碳纳米管中的一种或几种。 9.根据权利要求1所述的一种纸基碳电极制备方法,其特征在于,所述步骤2)中水溶性热固性树脂为水溶性酚醛树脂、水溶性呋喃树脂、水溶性环氧树脂或水溶性糠醛树脂中的一种或几种。
摘要:
本发明提供了一种层状结构纸基碳电极制备方法,包括以下步骤:1)将废纸浸泡在复合催化剂溶液中,浸透后取出,干燥;2)将活化剂和碳材料分散在水溶性热固性树脂中,得到活化剂‑碳材料‑水溶性热固性树脂混合溶液;3)将浸有复合催化剂的废纸浸泡在活化剂‑碳材料‑水溶性热固性树脂混合溶液中,浸透后取出,干燥;4)将上述干燥后的废纸逐层叠加,热压胶合,得到纸基‑树脂复合材料;5)把所述纸基‑树脂复合材料放置在夹板中,烧结,冷却,洗涤,得到纸基层状电极材料。通过本发明方法制备的纸基碳电极在宏观上具有明显的层状结构,在微观上具有三维网络结构。采用此方法制备的层状结构复合碳电...

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