本发明涉及碳材料技术领域,提供了一种类石墨烯/生物质碳纤维气凝胶及其制备方法和应用。本发明将氮源、碳源、溶剂和生物质纤维混合后干燥,得到混合固体;然后将混合固体进行热解,得到类石墨烯/生物质碳纤维气凝胶。本发明提供的类石墨烯/生物质碳纤维气凝胶比表面积高,具有微介孔结构,含氮、氧杂原子,具有良好导电能力及电池储能的功能,可应用于电化学储能材料中,且具备质量轻、成本低廉、对环境影响较小、无二次污染等特点,适于实际的生产实践。
1.一种类石墨烯/生物质碳纤维气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将氮源、碳源、溶剂和生物质纤维混合后干燥,得到混合固体;所述混合的过程为:先将氮源和碳源研磨至粒度小于400目,将研磨料在水浴条件下溶于溶剂中,然后加入生物质纤维进行静置浸泡;所述水浴的温度为65℃,所述静置浸泡的时间为6h;所述碳源为蔗糖、果糖和环糊精中的至少一种,所述生物质纤维为柳絮、蒲公英、蚕丝、竹子、甘蔗、柚子皮白瓤、丝瓜瓤中的至少一种; (2)将所述混合固体进行热解,将热解后得到的黑色固体在去离子水中浸泡,然后进行冷冻干燥,得到类石墨烯/生物质碳纤维气凝胶;所述热解的温度为900~1500℃,时间为1~2h。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氮源包括尿素、硫脲、三聚氰胺、三聚氯氰、氰尿酸三聚氰胺和三聚氰酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂为水、乙醇或水和乙醇的混合液。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氮源、碳源和生物质纤维的重量比为(1~40):2:(0.5~2)。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为90~95℃。
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