[發(fā)明專利]一種秸稈資源化利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710060402.4
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106915744B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱明;劉涵;王吉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京凱風(fēng)泰智能技術(shù)研究有限公司
• 主分類號: C01B32/342
• 分類號: C01B32/342;C01B32/324;H01G11/34
• 代理公司: 北京律遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

本發(fā)明提供了一種秸稈資源化利用方法，該方法包括：將棉花秸稈烘干并粉碎，然后浸泡在有機(jī)磷酸水溶液中，瀝干后置于炭化容器中，先在氮氣氣氛中于加熱預(yù)炭化，然后用水蒸氣進(jìn)行梯度加熱炭化，洗滌、烘干得到電容炭。該方法制得的炭具有較高的比電容，可以作為超級電容活性炭。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于活性炭制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種由棉花秸稈制備電容炭的方法，更尤其涉及一種制備超電容器炭的方法。

背景技術(shù)

超級電容器最重要的是電極材料。電極材料的性能決定超級電容器的性能。活性炭是超級電容器使用最多的電極材料，也是已經(jīng)商品化生產(chǎn)的超級電容器的主要電極材料。它原料豐富、價格低廉、電化學(xué)穩(wěn)定性好。以活性炭為電極材料的超級電容器的比電容大小與它的比表面積和孔徑分布有關(guān)。活性炭的比表面積越大，比電容就越高。孔徑分布對活性炭的比電容大小也有重要影響。對于微孔含量多比表面積大的活性炭其比電容不大，這是因為孔太小，電解液不能完全進(jìn)入，大的比表面積不能得到完全利用。良好的孔徑分布，既具有一定量中孔又含有微孔，是活性炭的比表面積能夠得到盡量多的利用的必要條件。一定量的中孔為電解液進(jìn)入微孔提供了通道，微孔具有大的比表面積，能夠形成大的比電容。

原料是影響所制備的超級電容器用活性炭的重要因素，原料的性質(zhì)直接影響活性炭的孔結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)，常用的原材料有煤類、石油焦、果殼和其它有機(jī)物質(zhì)例如高分子聚合物。

秸稈是一種豐富的可再生資源，特定的天然植物的結(jié)構(gòu)有助于中孔炭的制備。秸稈制備超級炭可以提高秸稈利用的附加值，遏制焚燒秸稈造成的空氣污染。近年來，以秸稈為碳源進(jìn)行了高比電容超級活性炭的制備得到廣泛研究。棉花秸稈熱解炭化是指將棉花秸稈在一定溫度條件下進(jìn)行熱解，通過對炭化條件的控制，使原料內(nèi)部的大分子有機(jī)物受熱后分解，最終生成固體產(chǎn)物電容炭和/或其它高附加值產(chǎn)品。

CN100572270A公開了一種以秸稈制作有機(jī)系超級電容器用活性炭材料的方法，選擇農(nóng)作物秸稈為原料，依次經(jīng)過干燥粉碎、炭化、活化的工藝步驟，獲得有機(jī)系超級電容器用活性炭材料。

CN105845947A公開了一種利用油菜秸稈制備微生物燃料電池電極材料的方法；將油菜稈剪碎烘干，與H₂SO₄溶液混合于水熱釜中，H₂SO₄的質(zhì)量濃度為10％、30％、50％，在150℃下反應(yīng)3h，冷卻后抽濾至中性，并加入與產(chǎn)物1:1.5的蒸餾水混合，繼續(xù)放入水熱釜中，在120℃下反應(yīng)3h抽濾后烘干得到水熱碳，將樣品在管式爐中氮氣氛圍下炭化，炭化溫度400℃，升溫速率10℃/min，氮氣流速控制在0.6L/min，炭化后用5wt％的HCl浸泡6h，洗滌至中性，用3wt％的HF浸泡6h，洗滌至中性并烘干，制得電容炭。

CN105448540A公開了一種超級電容器高導(dǎo)電活性炭電極制備方法，其特征在于：包括有如下步驟：1)氧化石墨烯/活性炭混合物的制備：將活性炭原料加入氧化石墨烯溶液中，超聲條件下，在80℃～100℃反應(yīng)1h～10h，反應(yīng)結(jié)束后，得到混合物溶液；2)石墨烯/活性炭電極的制備：將1)得到的混合物溶液加入聚四氟乙烯容器中，再加入催化劑，密封后在80℃～200℃反應(yīng)1h～10h，反應(yīng)結(jié)束后用蒸餾水充分清洗，在80-100℃下干燥12-24h，得到高導(dǎo)電活性炭電極。

CN105731452A公開了一種活性炭材料，由生物質(zhì)直接液化得到的生物炭經(jīng)過活化、酸洗制備而成，生物質(zhì)直接液化制得生物炭的方法，包括如下步驟：首先將生物質(zhì)粉碎，在生物質(zhì)粉末中加入水和催化劑得到混合物，將混合物放入密閉的反應(yīng)釜中，進(jìn)行加熱反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行常壓蒸餾，剩余的固體殘渣即為生物質(zhì)直接液化得到的生物炭。