本发明涉及一种利用磷酸活化生物质制备多孔炭以及在超级电容器中的应用的方法，具体涉及活化制备含有不同质量的氮的高比表面积的活性炭的方法
背景技术：
由于活性炭具有高度发达的孔隙结构和特殊的表面性能，其内部具有独特的孔隙结构和巨大的比表面积，而且活性炭具有较好的化学稳定性、机械强度及耐酸、耐碱等性能，因此被广泛应用于吸附剂、催化剂和催化剂的载体，已经成为环保、食品、化工等领域必不可少的产品。传统以沥青、煤炭以及石油焦等化石资源制备多孔炭的方法多孔炭的成本过高以及其再生困难是制约其应用的最大难题，远不能满足快速发展的电子、环保、医药、军事、化工以及废水处理等领域的需求。因此寻找价格低廉的原料以及合理制备高比表面积多孔炭的方法，使多孔炭更广泛的应用于更多领域，如电池和超级电容器电极材料、催化剂载体、储能材料，这已成为国内外重点研究的课题。专利CN104576077A公开了一种石墨烯/木质素基活性炭的制备及在超级电容器中的方法，与现有技术相比，本发明所得到的石墨烯/木质素基活性炭提供了更大的比表面、更小的传质阻力和更优异的导电率应用于超级电容的电极材料，在成本和性能上大大优于现有的活性炭材料。专利CN105819416A公开了一种生物基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用的方法。本发明生物基多孔炭材料具有发达的孔道结构和很高的比表面积，将制备的多孔炭样品作为电极活性材料在双电层超级电容器中表现出了优异的性能。该发明生物基多孔炭制备方法简单可行，环境污染小，原材料来源广泛，易实现工业化生产。专利CN104576075A公开了一种3D珊瑚状石墨烯/NiCo2O4复合材料的制备及在超级电容器中的应用的方法。与现有技术相比，本发明所得到的3D珊瑚状石墨烯/NiCo2O4复合材料提供了更优异的导电性、更大的比表面积、更小的传质阻力和更长的循环寿命。此外，所合成的3D珊瑚状石墨烯/NiCo2O4复合材料应用于超级电容的电极材料，在成本和性能上大大优于现有的贵金属氧化物。专利CN104891491A公开了一种超级电容器用竹笋壳基活性炭的制备方法，本发明的竹笋壳基活性炭微观形貌呈管状，微孔隙结构发达，比表面积高达3162m2g-1，在电流密度为1Ag-1时，比电容高达308Fg-1；在电流密度为2Ag-1时，经10000次循环后比电容基本无衰减，仍高达271Fg-1，循环性能优异，因而在超级电容器和储能领域具有良好的应用前景。此外，本发明以竹笋壳为原料，实现了废物的综合利用。
以上专利中，大部分专利利用生物质和石墨烯作为碳源制备多孔炭，未见利用生物质磷酸活化制备富含氮的多孔炭在超级电容器中应用的专利。
技术实现要素：
为实现本发明所提供的技术方案是：
(1)将稻壳洗净，置于鼓风干燥箱内，100℃干燥12h，称取洗净干燥的稻壳，浸渍于5％的碱溶液中，固液比为1∶10，加热搅拌直至沸腾，回流3h，冷却室温，固液分离，固体洗至中性，将预处理稻壳放入鼓风干燥箱中，在100℃干燥12h；
(2)称量步骤(1)得到的预处理稻壳和活化剂磷酸混合，固液比为1∶1～1∶7，室温浸泡24h，然后置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为500℃，时间1h，冷却至室温，固体洗至中性，在鼓风干燥箱中100℃干燥12h即得多孔炭；
(3)称取步骤(2)的多孔炭，加入50ml的尿素的水溶液中，尿素和活性炭的质量比为1∶1～1∶10，室温搅拌30min，然后放入鼓风干燥箱中100℃干燥12h，之后转入通入惰性气体的管式炉中，升温速度3℃/min，升温至700～1000℃，恒温2h，即得掺氮的多孔炭。
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
(1)将稻壳洗净，置于鼓风干燥箱内，100℃干燥12h，称取洗净干燥的稻壳，浸渍于5％的碱溶液中，固液比为1∶10，加热搅拌直至沸腾，回流3h，冷却室温，固液分离，固体洗至中性，将预处理稻壳放入鼓风干燥箱中，在100℃干燥12h；
(2)称量步骤(1)得到的预处理稻壳和活化剂磷酸混合，固液比为1∶7，室温浸泡24h，然后置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为500℃，时间1h，冷却至室温，固体洗至中性，在鼓风干燥箱中100℃干燥12h即得多孔炭。
(3)称取步骤(2)的多孔炭，加入50ml的尿素的水溶液中，尿素和活性炭的质量比为1∶1，室温搅拌30min，然后放入鼓风干燥箱中100℃干燥12h，之后转入通入惰性气体的管式炉中，升温速度3℃/min，升温至900℃，恒温2h，即得掺氮的多孔炭，比表面积高达，2500m2g-1，在电流密度为1Ag-1时，比电容高达208Fg-1。
实施例2：改变多孔炭与尿素的质量比为1∶3，其他步骤同实施例1，即得掺氮的多孔炭，比表面积高达3，100m2g-1，在电流密度为1Ag-1时，比电容高达250Fg-1。
实施例3：改变稻壳和磷酸的固液比为1∶4，其他步骤同实施例1，即得掺氮的多孔炭比表面积高达3050m2g-1，在电流密度为1Ag-1时，比电容高达280Fg-1。
实施例4：改变掺氮的炭化温度为800度，其他步骤同实施例1，即得掺氮的多孔炭比表面积高达3230m2g-1，在电流密度为1Ag-1时，比电容高达305Fg-1。