1.一種草類纖維原料制備超級電容器炭素材料的方法,其特征在于,包括以下步驟:
草類纖維原料經(jīng)破碎、篩選,制成粒徑為0.3~4mm的草粉備用;
將所述草粉與含氫氧化鈉或氫氧化鉀0.1wt%~3wt%,含過氧化氫、次氯酸鈉或過氧乙酸0.1wt%~2wt%的混合水溶液混合;在常溫下浸漬2~10h;所述草粉與混合水溶液的質量比為1:1~3;
將經(jīng)浸漬后的草粉過濾晾干后,在保護性氣氛、溫度為150~250℃條件下,活化0.5~2 h;
活化后的草粉在保護性氣氛條件下,在500~700℃溫度下炭化0.5~2h,制得中間產(chǎn)品;
制得的中間產(chǎn)品冷卻后,粉碎至2~6um;
粉碎后的中間產(chǎn)品浸泡在鹽酸和乙二胺四乙酸混合水溶液中,在溫度為50~100℃條件下,進行除灰及活化處理0.5~1h,然后過濾;所述鹽酸和乙二胺四乙酸混合水溶液中HCl的濃度為0.2wt%~0.5wt%,乙二胺四乙酸的濃度為0.1wt%~0.5wt%;
經(jīng)前述步驟處理后的中間產(chǎn)品浸泡在氫氟酸水溶液中,在溫度為25~100℃條件下,進行除硅及活化處理0.5~2h,然后過濾;所述氫氟酸水溶液的HF濃度為0.1wt%~1wt%;
經(jīng)前述步驟制得的產(chǎn)品用超純水,在溫度為80~120℃條件下洗滌至pH值5~8后,過濾,干燥,制得超級電容器炭素材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的草類纖維原料制備超級電容器炭素材料的方法,其特征在于,所述草粉在混合水溶液浸漬過程中,每隔0.5h攪拌10min;或不間隔地以10~70rpm的速度攪拌。
3.根據(jù)權利要求1所述的草類纖維原料制備超級電容器炭素材料的方法,其特征在于,草粉活化和炭化過程中使用微波加熱。
4.一種草類纖維原料制備的超級電容器炭素材料,其特征在于,由以下原料和方法制得:
草類纖維原料經(jīng)破碎、篩選,制成粒徑為0.3~4mm的草粉備用;
將所述草粉與含氫氧化鈉或氫氧化鉀0.1wt%~3wt%,含過氧化氫、次氯酸鈉或過氧乙酸0.1wt%~2wt%的混合水溶液混合;在常溫下浸漬2~10h;所述草粉與混合水溶液的質量比為1:1~3;
將經(jīng)浸漬后的草粉過濾晾干后,在保護性氣氛、溫度為150~250℃條件下,活化0.5~2 h;
活化后的草粉在保護性氣氛條件下,在500~700℃溫度下炭化0.5~2h,制得中間產(chǎn)品;
制得的中間產(chǎn)品冷卻后,粉碎至2~6um;
粉碎后的中間產(chǎn)品浸泡在鹽酸和乙二胺四乙酸混合水溶液中,在溫度為50~100℃條件下,進行除灰及活化處理0.5~1h,然后過濾;所述鹽酸和乙二胺四乙酸混合水溶液中HCl的濃度為0.2wt%~0.5wt%,乙二胺四乙酸的濃度為0.1wt%~0.5wt%;
經(jīng)前述步驟處理后的中間產(chǎn)品浸泡在氫氟酸水溶液中,在溫度為25~100℃條件下,進行除硅及活化處理0.5~2h,然后過濾;所述氫氟酸水溶液的HF濃度為0.1wt%~1wt%;
經(jīng)前述步驟制得的產(chǎn)品用超純水,在溫度為80~120℃條件下洗滌至pH值5~8后,過濾,干燥,制得超級電容器炭素材料。
5. 根據(jù)權利要求4所述的草類纖維原料制備的超級電容器炭素材料,其特征在于,所述超級電容器炭素材料的比表面積為520~1456m2/g, 碘吸附值為280.44~478.51mg/g,亞甲基藍吸附值為378.50~568.55mg/g,pH值為5~8。