根茎类中药渣基多孔炭电极材料及其制备与应用

技术领域

本发明属于电化学材料技术领域，具体涉及根茎类中药渣基多孔炭电极材料及其制备与应用。

背景技术

中药作为中华民族的文化瑰宝之一，已经传承发展了数千年，在预防和治疗多种疾病方面具有巨大潜力，中药也是现代药物研究和创新的重要资源。自2015年诺贝尔医学奖获得者屠呦呦从中药青蒿中提取出青蒿素起，中药引起了前所未有的关注，不少学者致力于将中草药研究系统化和标准化，中药的需求量也日益增加。我国中药及天然药用生物资源种植面积大，药材总量高，利用中药及天然药用生物资源进行制药、制配方颗粒、标准提取物和各类型的健康产品会产生大量的固体废弃物和副产物。大多数的中药渣主要通过焚烧或填埋处理，没有得到有效的利用，这不仅为环境带来压力，而且还造成了资源的浪费。

生物质炭是利用生物质作为前驱体制备的多孔炭材料，其优点在于来源广泛，制备技术简单，常作为超级电容器电极材料。本发明将中药渣制备成多孔炭材料，不仅改善了电极材料的电容性能而且有效推进中药渣的资源化利用，减轻中药废渣对生态环境带来的压力。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供了一种根茎类中药渣基多孔炭电极材料及其制备方法。本发明的中药渣基多孔炭利用根茎类中药渣作为前驱体，原料廉价易得，制备工艺简单，所获得的多孔炭材料比表面积丰富，所获得的多孔炭电极结构稳定、并具有较高的容量以及稳定性，实现中药渣的资源化利用。

本发明的另一目的在于提供上述根茎类中药渣基多孔炭电极材料的应用。所述根茎类中药渣基多孔炭电极材料用于制备超级电容器电极和/或锂离子电池，尤其是超级电容器。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

根茎类中药渣基多孔炭电极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)炭化：在保护性氛围下，将根茎类中药渣进行预炭化，获得预炭化产物；所述根茎类中药渣为地榆、丹参、粉萆薢、党参、柴胡、黄芩、漏芦和何首乌中一种以上；所述根茎类中药渣为干燥的根茎类中药渣；

2)活化：将预炭化产物与活化剂混匀，在保护性氛围下进行活化热解，后续处理，获得根茎类中药渣基多孔炭材料。

步骤1)中所述保护性氛围为氩气或氮气；所述预炭化的温度为400～600℃；预炭化的时间为1～3h。

步骤2)中所述活化热解的温度为400～1000℃，优选为600～900，更优选为700～900℃；所述活化热解的时间为0.5～6h；根茎类中药渣基多孔炭与活化剂的质量比为1:(0.25～5)；活化剂为氢氧化钾。

预炭化产物在与活化剂混匀前进行粉碎研磨；所述混匀是指将预炭化产物与活化剂混合，研磨；所述研磨时长为5min～30min。

步骤2)中后续处理是指采用酸处理，水清洗至中性；所述酸为盐酸，所述盐酸浓度为1M；

所述根茎类中药渣基多孔炭电极材料用于制备电极。

所述电极主要由根茎类中药渣基多孔炭电极材料、导电物质和粘结剂制备而成；

所述导电物质为乙炔黑、科琴黑或石墨烯；所述粘结剂为PTFE溶液。

所述电极的具体制备步骤为

S1、将根茎类中药渣基多孔炭电极材料、导电物质和粘结剂混合均匀，脱乳，得到涂覆料；

S2、压片：将涂覆料涂敷在载体上，烘干，压实，获得中药渣基多孔炭电极。

步骤S1中所述根茎类中药渣基多孔炭电极材料与导电物质的质量比为(7～9.5)：1；

步骤S1中所述粘结剂为PTFE溶液，质量分数为5～20％；脱乳的脱乳剂为无水乙醇或乙醚；脱乳剂的加入量为PTFE溶液质量的1～1.2倍。

步骤S2中所述载体为镍网、钛网、不锈钢网、钛箔或铜箔；

步骤S2中所述烘干的温度为60～150℃，时间为2～12小时；所述压实的压力为5～30MPa。

所述根茎类中药渣基多孔炭电极用于制备超级电容器和/或锂离子电池，尤其是超级电容器。

所述根茎类中药渣基多孔炭电极为超级电容器和/或锂离子电池的电极。

本发明将根茎类中药渣作为制备多孔炭材料的前驱体具有以下优点：(1)根茎类中药渣中含有大量的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质，且灰分含量少，在炭化过程中，有机物分解成水和二氧化碳有利于多孔炭材料有序孔道的形成；(2)根茎类中药渣中的氧、氮、硫和磷元素直接影响最终多孔炭材料的掺杂，丰富的杂原子掺杂可有效提高电解质中阳离子的吸附，从而增强电荷储存性能，拓宽工作电压；(3)根茎类中药渣具有相对稳定的三维结构，且其发达的孔道结构在热解后仍有保留，有助于合成高比表面积的多孔炭材料，有效提高电解质离子的运输和储存。

本发明的根茎类中药渣基多孔炭电极材料的比表面积为2900～3500m

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的根茎类中药渣基多孔炭材料利用根茎类中药渣作为前驱体，每年产量大，原料廉价易得，纤维素、半纤维素和木质素丰富，原生孔道结构优异，利于制备高比表面积多孔炭材料，且实现中药渣的资源化利用；

2)本发明在制备多孔炭材料过程中加入活化，相比未活化的炭材料，活化后的材料在1A g

3)本发明制得的多孔炭材料制备的电极电化学性能比商用的可乐丽YP80F在同样的1A g

4)本发明制得的根茎类中药渣多孔炭材料在大电流密度下也能保证比电容的稳定。

总之，本发明所获得根茎类中药渣多孔炭材料比表面积高，含有丰富的微孔，制备所得的电极结构稳定、并具有较高的容量以及循环稳定性，改善了现有多孔炭制备工艺，实现了中药渣资源化利用。

附图说明

图1中a)为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣基多孔炭电极和对比例1的商用多孔炭材料可乐丽YP80F的循环伏安曲线对比图；图1中b)为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣衍生多孔炭电极和对比例1的商用多孔炭材料可乐丽YP80F的恒流充放电曲线对比图；图1中c)为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣基多孔炭电极和对比例1的商用多孔炭材料可乐丽YP80F的电化学阻抗谱曲线；

图2中a)为实施例1地榆药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图2中b)实施例1在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图3中a)为实施例2丹参药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图3中b)实施例2在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图4中a)为实施例3粉萆薢药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图4中b)实施例3在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图5中a)为实施例4党参药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图5中b)实施例4在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图6中a)为实施例5柴胡药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图6中b)实施例5在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图7中a)为实施例6黄芩药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图7中b)实施例6在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图8中a)为实施例7漏芦药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图8中b)实施例7在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图9中a)为实施例8何首乌药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图9中b)实施例8在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；

图10中a)和图10中b)分别为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣衍生多孔炭电极的吸脱附曲线和孔径分布曲线；

图11为多孔炭材料的扫描电镜形貌图，其中a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)和h)分别为地榆、丹参、粉萆薢、党参、柴胡、黄芩、漏芦和何首乌药渣基多孔炭材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

1)将地榆药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的地榆药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的地榆炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(氢氧化钾与地榆炭的质量比为4：1)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸，浸泡1h，去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“地榆基多孔炭材料”。

电极：将地榆基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液(该溶液的溶剂为水)按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“地榆基多孔炭电极”。

实施例2

1)将丹参药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的丹参药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的丹参炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭质量比为4：1)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“丹参基多孔炭材料”。

电极：将丹参基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“丹参基多孔炭电极”。

实施例3

1)将粉萆薢药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的粉萆薢药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的粉萆薢炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭质量比为4：1)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“粉萆薢基多孔炭材料”。

电极：将粉萆薢基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“粉萆薢基多孔炭电极”。

实施例4

1)将党参药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的党参药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的党参炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭比为4)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“党参基多孔炭材料”。

电极：将党参基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“党参基多孔炭电极”。

实施例5

1)将柴胡药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的柴胡药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的柴胡炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭比为4)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“柴胡基多孔炭材料”。

电极：将柴胡基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇(乙醇与粘结剂的质量比为1:1.1)破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“柴胡基多孔炭电极”。

实施例6

1)将黄芩药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的黄芩药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的黄芩炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭比为4)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“黄芩基多孔炭材料”。

电极：将黄芩基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“黄芩基多孔炭电极”。

实施例7

1)将漏芦药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的漏芦药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的漏芦炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭比为4)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“漏芦基多孔炭材料”。

电极：将漏芦基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“漏芦基多孔炭电极”。

实施例8

1)将何首乌药渣置于恒温干燥箱中80℃烘干至恒重；

2)将干燥后的何首乌药渣放入瓷舟，然后入管式炉中，通入氮气，设置以5K/min升温速度，升温至500℃，保温1小时，得到预炭化产物；

3)将预炭化后的何首乌炭先粉碎研磨，然后加入氢氧化钾(碱炭比为4)混合均匀并研磨，放入刚玉舟中，再放进管式炉，通入氮气保护，设置以5K/min升温速度，升温至800℃，保温1小时，得到活化后的产物；

4)将活化后的产物用1M盐酸和去离子水清洗至中性，放入恒温干燥箱中80℃烘干，记为“何首乌基多孔炭材料”。

电极：将何首乌基多孔炭材料、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“何首乌基多孔炭电极”。

对比例1

将可乐丽YP80F、导电炭黑和10％PTFE溶液按8:1:1质量比混合，再向混合料中加入100mg无水乙醇破乳，使乳液的小液滴凝聚成团，形成易于涂敷的浆液；将浆液涂于镍网上，涂敷面积为1cm×1cm，在80℃下烘2h后，在20MPa的压力下压片，压片后继续干燥，获得“商用YP80F多孔炭电极”。

性能测试：

S1：将实施例1～8以及对比例1制备的电极进行电极性能测试：

(1)循环伏安测试：利用型号为chi660e的电化学工作站在扫描电位范围为-1～0V，扫描速度5、10、20、50、100、200mV/s的条件下对制得的电极进行循环伏安测试，对于理想的双电层电容器而言，由于双电层能快速均匀在电极/溶液界面处形成，因此其循环伏安曲线呈“矩形”。在10mV/s的扫速，-1～0V的电位窗口下，如图1中a)所示，对实施例1～8和商用对比例1进行循环扫描，对应的CV没有出现法拉第氧化还原峰，且曲线接近矩形，对称性良好，说明该多孔炭电极具有较好的电化学可逆性。在同等制备电极工艺条件下，商用多孔炭材料(对比例)电化学面积较小，比电容也较实施例1～8小。随着扫速的增加，如图2中a)、图3中a)、图4中a)、图5中a)、图6中a)、图7中a)、图8中a)、图9中a)所示，曲线出现轻微扭曲，主要原因在于活化制备所得的根茎类药渣基多孔炭材料的孔结构以丰富的微孔为主，比表面积基本均大于2900m

(2)恒流充放电测试：利用型号为chi660e的电化学工作站，充放电电位范围为-1～0V，在1、2、5、10、20和50A/g的电流密度下对制得的电极进行恒流充放电测试。在1A/g的电流密度下，实施例1～8以及对比例1制备的电极的恒流充放电曲线对比图如图1中b)所示，曲线呈较为对称的等腰三角形，说明电容器充放可逆性好，充放电效率较高，其中实施例1比电容高达349.1F/g，实施例2比电容为324.5F/g，实施例3比电容为321.4F/g，实施例4比电容为286.5F/g，实施例5比电容为265F/g，实施例6比电容为264.4F/g，实施例7比电容为240.7F/g，实施例8比电容为232.2F/g，八种根茎类中药渣活化后制备所得的多孔炭材料性能均比为活化前的炭材料明显提高，且比电容比商用多孔炭材料可乐丽YP-80F(对比例1，192.8F/g)高出至少20％。如表1、2所示，在10A/g的电流密度下，比电容也要比对比例1的高至少18％，容量保持率基本在70％以上。如图2中b)、图3中b)、图4中b)、图5中b)、图6中b)、图7中b)、图8中b)、图9中b)所示，随着充放电电流密度的增加，电极材料充放电时间变短，比电容呈轻微下降趋势。

(3)电化学阻抗测试：交流电势波的频率范围为0.1-100000Hz。实施例1～8以及对比例1制备的电极的电化学阻抗谱曲线对比图如图1中c)所示。该曲线符合多孔炭材料典型趋势，在低频区近似垂直直线，说明材料电容性较好，具有理想双电层电容特性。在高频区域，与实轴X轴截距表示电极的等效串联电阻(Rs)，即电极本身的内阻及与电解液的接触电阻，从图1中c)可以看出，根茎类药渣基多孔炭材料的等效串联电阻大部分与商用电极接近，其中实施例3、实施例6、实施例7和实施例8的电阻明显较商用(对比例1)的小，有利于提高超级电容器的功率密度和倍率性能。

图1中a)为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣基多孔炭电极和对比例1的商用多孔炭材料可乐丽YP80F的循环伏安曲线对比图；图1中b)为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣衍生多孔炭电极和对比例1的商用多孔炭材料可乐丽YP80F的恒流充放电曲线对比图；图1中c)为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣基多孔炭电极和对比例1的商用多孔炭材料可乐丽YP80F的电化学阻抗谱曲线。

图2中a)为实施例1地榆药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图2中b)实施例1在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图3中a)为实施例2丹参药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图3中b)实施例2在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图4中a)为实施例3粉萆薢药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图4中b)实施例3在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图5中a)为实施例4党参药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图5中b)实施例4在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图6中a)为实施例5柴胡药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图6中b)实施例5在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图7中a)为实施例6黄芩药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图7中b)实施例6在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图8中a)为实施例7漏芦药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图8中b)实施例7在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图；图9中a)为实施例8何首乌药渣基多孔炭电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线对比图；图9中b)实施例8在不同电流密度下的恒流充放电曲线对比图。

S2：将实施例1～8中的根茎类药渣基多孔炭材料进行氮气吸脱附测试，测试结果如图10所示。图10中a)和图10中b)分别为炭化活化法制得的地榆(实施例1)、丹参(实施例2)、粉萆薢(实施例3)、党参(实施例4)、柴胡(实施例5)、黄芩(实施例6)、漏芦(实施例7)和何首乌(实施例8)药渣衍生多孔炭电极的吸脱附曲线和孔径分布曲线。

图10中a)可以看出，实施例1～8的吸附曲线呈I型和IV型的混合型吸附曲线。在相对压力<0.1的区域，实施例1～8的吸附量均随相对压力的升高而增大，说明根茎类药渣基多孔炭材料内部存在大量的微孔结构，且曲线出现回滞环，说明存在介孔。不同的根茎类药渣为前驱体在同样的制备方法下吸附量和比表面积有所区别。图10中b)可以看出根茎类中药渣基多孔炭材料孔径结构主要以<10nm的微孔和小介孔为主。

S3：图11为多孔炭材料的扫描电镜形貌图，其中a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)和h)分别为地榆、丹参、粉萆薢、党参、柴胡、黄芩、漏芦和何首乌药渣基多孔炭材料。

S4：实施例1～8制备的根茎类药渣基电极的比电容测试数据如表1所示，对比例1制备的电极的比电容测试数据如表2所示。

表1实施例1～8制备的电极比电容

表2对比例1制备的电极比电容