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[發(fā)明專利]3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)超級電容炭及其制備方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201610153504.6 申請日: 2016-03-17
公開(公告)號: CN105645410B 公開(公告)日: 2017-11-14
發(fā)明(設(shè)計)人: 孫康;蔣劍春;冷昌宇;鄧先倫;盧辛成;陳超;朱光真;賈羽潔 申請(專利權(quán))人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所
主分類號: C01B32/348 分類號: C01B32/348;C01B32/336;H01G11/34
代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249 代理人: 馮慧
地址: 210042 *** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu) 超級 電容 及其 制備 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)超級電容炭,其特征在于,首先采用ZnCl2活化制備出發(fā)達(dá)的中大孔,再用KOH在中大孔內(nèi)造出豐富的微孔,并將孔隙連通;最后用高溫水蒸氣精制,打開封閉的孔隙并清除孔道內(nèi)殘留的炭微粒,獲得內(nèi)部相互貫通的3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu);比表面積1500~2500m2/g,10A/g電流密度下比電容230-350F/g,5000次電容衰減率1-10%。

2.制備權(quán)利要求1所述的3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)超級電容炭的方法,其特征在于,首先采用ZnCl2活化制備出發(fā)達(dá)的中大孔,再用KOH在中大孔內(nèi)造出豐富的微孔,并將孔隙連通;最后用高溫水蒸氣精制,打開封閉的孔隙并清除孔道內(nèi)殘留的炭微粒,獲得內(nèi)部相互貫通的3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu);具體包括如下步驟:

第一步,原料準(zhǔn)備:將木質(zhì)原料酸洗去除無機雜質(zhì)干燥破碎備用;

第二步,ZnCl2活化:將氯化鋅溶液與原料混合加壓浸漬,烘干,活化,洗滌回收ZnCl2,獲得中大孔豐富的活性炭AC-Zn;浸漬壓力為0.5-16MPa;活化時,溫度為600℃,時間60min;

第三步,KOH活化:將AC-Zn與KOH粉末混合,在惰性氣氛下預(yù)處理,活化,洗滌回收KOH,獲得微孔、中孔、大孔發(fā)達(dá)的活性炭AC-Zn-K;預(yù)處理過程間歇攪拌,預(yù)處理溫度300-600oC;活化時,溫度為900℃,時間為60min;

第四步,水蒸氣活化精制:將AC-Zn-K放入活化爐,升溫至活化終溫,通入高溫水蒸氣,將封閉的孔道打開,并清除活性炭孔道殘留的炭微粒,得到AC-Zn-K-W;

第五步,超聲洗滌:活化完成后,將AC-Zn-K-W置于燒杯內(nèi),加入去離子水,超聲洗滌,脫水,烘干,得到3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)超級電容活性炭。

3.如權(quán)利要求2所述的制備3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)超級電容炭的方法,其特征在于,所述的木質(zhì)原料包括椰殼、核桃殼、木屑、竹屑、秸稈中的任意一種,破碎至2mm以下。

4.如權(quán)利要求2所述的制備3D網(wǎng)絡(luò)孔結(jié)構(gòu)超級電容活性炭的方法,其特征在于,第四步中活化溫度700-1100oC,水蒸氣流量1-3g/min,反應(yīng)時間10-60 min。

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