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[發明專利]3D網絡孔結構超級電容炭及其制備方法有效

專利信息
申請號: 201610153504.6 申請日: 2016-03-17
公開(公告)號: CN105645410B 公開(公告)日: 2017-11-14
發明(設計)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)人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
主分類號: C01B32/348 分類號: C01B32/348;C01B32/336;H01G11/34
代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249 代理人: 馮慧
地址: 210042 *** 國省代碼: 江蘇;32
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 網絡 結構 超級 電容 及其 制備 方法
【權利要求書】:

1.一種3D網絡孔結構超級電容炭,其特征在于,首先采用ZnCl2活化制備出發達的中大孔,再用KOH在中大孔內造出豐富的微孔,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殘留的炭微粒,獲得內部相互貫通的3D網絡孔結構;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.制備權利要求1所述的3D網絡孔結構超級電容炭的方法,其特征在于,首先采用ZnCl2活化制備出發達的中大孔,再用KOH在中大孔內造出豐富的微孔,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殘留的炭微粒,獲得內部相互貫通的3D網絡孔結構;具體包括如下步驟:

第一步,原料準備:將木質原料酸洗去除無機雜質干燥破碎備用;

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,在惰性氣氛下預處理,活化,洗滌回收KOH,獲得微孔、中孔、大孔發達的活性炭AC-Zn-K;預處理過程間歇攪拌,預處理溫度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,加入去離子水,超聲洗滌,脫水,烘干,得到3D網絡孔結構超級電容活性炭。

3.如權利要求2所述的制備3D網絡孔結構超級電容炭的方法,其特征在于,所述的木質原料包括椰殼、核桃殼、木屑、竹屑、秸稈中的任意一種,破碎至2mm以下。

4.如權利要求2所述的制備3D網絡孔結構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,反應時間10-60 min。

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