本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的制備方法。

背景技術(shù)：

目前，電容器電極材料主要為活性炭，但由于活性炭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其孔利用率低，導(dǎo)電性差，充電慢，需要通過(guò)摻雜其它成分來(lái)進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的制備方法以及由上述方法制備的復(fù)合物。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的制備方法，其包括如下步驟：

(1)稱(chēng)量以重量份數(shù)計(jì)的下列組分：秸稈100份、尿素15～30份、鐵鹽5～10份，并將稱(chēng)量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟1中得到的混合料于200～300℃加熱5～8小時(shí)，得到預(yù)活化料；

(3)稱(chēng)量以重量份數(shù)計(jì)的納米二氧化硅1～5份，并與步驟2中得到的預(yù)活化料于室溫混合均勻，然后在惰性氣體氣氛中于500～800℃活化0.5～2小時(shí)，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

優(yōu)選的，在上述制備方法中，步驟(1)中所述秸稈為成熟農(nóng)作物收獲籽實(shí)后剩余的莖葉部分，所述農(nóng)作物選自水稻、小麥、大麥、谷子、玉米、黃米、豆類(lèi)中的任意一種。

優(yōu)選的，在上述制備方法中，步驟(1)中所述鐵鹽選自氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵中的任意一種。

優(yōu)選的，在上述制備方法中，步驟(3)中所述納米二氧化硅的粒徑為100～200nm。

優(yōu)選的，在上述制備方法中，步驟(3)中所述惰性氣體選在氮?dú)?、氖氣、氬氣中的任意一種。

一種通過(guò)上述方法制備的活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用來(lái)源廣泛易得的農(nóng)作物秸稈、尿素和鐵鹽作為原料，并借助納米二氧化硅的活化作用，直接合成活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物，所得復(fù)合材料比電容符合電極材料的要求，并且制備方法簡(jiǎn)單易行，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，極具市場(chǎng)前景。

具體實(shí)施方式

下面實(shí)施例將進(jìn)一步舉例說(shuō)明本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1：活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的生產(chǎn)。

(1)稱(chēng)量水稻秸稈100g、尿素15g、氯化鐵5g，并將稱(chēng)量后的物料于室溫混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟1中得到的混合料于200℃加熱8小時(shí)，得到預(yù)活化料；

(3)稱(chēng)量納米二氧化硅(粒徑100nm)1g，并與步驟2中得到的預(yù)活化料于室溫混合均勻，然后在氮?dú)鈿夥罩杏?00℃活化2小時(shí)，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

在電流為0.5A/g時(shí)，本實(shí)施例的復(fù)合物的比電容達(dá)到280F/g。

實(shí)施例2：活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的生產(chǎn)。

(1)稱(chēng)量小麥秸稈100g、尿素30g、硫酸鐵10g，并將稱(chēng)量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟1中得到的混合料于220℃加熱7小時(shí)，得到預(yù)活化料；

(3)稱(chēng)量納米二氧化硅(粒徑200nm)5g，并與步驟2中得到的預(yù)活化料于室溫混合均勻，然后在氮?dú)鈿夥罩杏?00℃活化0.5小時(shí)，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

在電流為0.5A/g時(shí)，本實(shí)施例的復(fù)合物的比電容達(dá)到285F/g。

實(shí)施例3：活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的生產(chǎn)。

(1)稱(chēng)量谷子秸稈100g、尿素20g、硝酸鐵8g，并將稱(chēng)量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟1中得到的混合料于240℃加熱6小時(shí)，得到預(yù)活化料；

(3)稱(chēng)量納米二氧化硅(粒徑160nm)4g，并與步驟2中得到的預(yù)活化料于室溫混合均勻，然后在氖氣氣氛中于700℃活化1小時(shí)，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

在電流為0.5A/g時(shí)，本實(shí)施例的復(fù)合物的比電容達(dá)到290F/g。

實(shí)施例4：活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的生產(chǎn)。

(1)稱(chēng)量玉米秸稈100g、尿素25g、氯化鐵7g，并將稱(chēng)量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟1中得到的混合料于260℃加熱5小時(shí)，得到預(yù)活化料；

(3)稱(chēng)量納米二氧化硅(粒徑180nm)5g，并與步驟2中得到的預(yù)活化料于室溫混合均勻，然后在氬氣氣氛中于600℃活化2小時(shí)，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

在電流為0.5A/g時(shí)，本實(shí)施例的復(fù)合物的比電容達(dá)到300F/g。

實(shí)施例5：活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物的生產(chǎn)。

(1)稱(chēng)量大豆秸稈100g、尿素30g、硫酸鐵5g，并將稱(chēng)量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟1中得到的混合料于280℃加熱5小時(shí)，得到預(yù)活化料；

(3)稱(chēng)量納米二氧化硅(粒徑200nm)3g，并與步驟2中得到的預(yù)活化料于室溫混合均勻，然后在氬氣氣氛中于800℃活化0.5小時(shí)，得到活性炭/二氧化硅/石墨烯復(fù)合物。

在電流為0.5A/g時(shí)，本實(shí)施例的復(fù)合物的比電容達(dá)到305F/g。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說(shuō)明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開(kāi)的精確形式；相反，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍旨在由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同形式所限定。