[發明專利]一種碳氣凝膠的產業化生產制備方法

在審

• 申請號: 202011590877.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112645302A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉榛;王愷;史瑩飛;呂從江;石俊峰;王榮;袁銳
• 申請（專利權）人: 南京精工新材料有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;B01J13/00
• 代理公司: 江蘇舜點律師事務所 32319
• 代理人: 杜東輝

本申請公開了一種碳氣凝膠的產業化生產制備方法，涉及碳氣凝膠的技術領域，旨在解決現有技術中難以實現規模化生產的問題。其技術方案要點是將間苯二酚和間苯三酚的混合物與甲醛按照物質的量之比為1:1.8混合，加入去離子水配置成質量分數為43％的反應液，再加入脂環胺類，所述脂環胺類與間苯二酚和間苯三酚的混合物摩爾比為1:20，將反應液混合均勻，保溫56℃進行凝膠反應，得到中間產物；對中間產物進行老化處理，獲得老化水凝膠；將老化水凝膠放入干燥設備中，得到干燥的有機氣凝膠；將有機氣凝膠在抽真空條件下炭化在氮氣保護下加熱碳化，自然冷卻至室溫，得到碳氣凝膠。本發明提出了產業化制備碳氣凝膠的方法，提高了生產效率。

技術領域

本申請涉及碳氣凝膠的技術領域，尤其是涉及一種碳氣凝膠的產業化生產制備方法。

背景技術

碳氣凝膠是輕質的納米多孔材料，具有高比表面積、高孔隙率、高電導率、納米結構可控等特點，因而獲得廣泛的應用。由于高比表面積的特點，碳氣凝膠具有強的吸附性能，在吸附領域和催化領域具有廣泛的應用前景。由于高比表面積、高電導率、納米結構可控等特點，碳氣凝膠是儲能器件尤其是超級電容器的理想電極材料。

現有碳氣凝膠的制備工藝中，超臨界干燥成本很高，酸洗、溶劑交換過程中產生的廢液量大，由于環保、成本等問題，均難以實現規模化生產。

申請內容

本申請的目的是提供一種碳氣凝膠的產業化生產制備方法，其具有規模化生產的效果。

本申請的上述申請目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種碳氣凝膠的產業化生產制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將間苯二酚和間苯三酚的混合物與甲醛按照物質的量之比為1:1.8混合，加入去離子水配置成質量分數為43％的反應液，再加入脂環胺類，所述脂環胺類與間苯二酚和間苯三酚的混合物摩爾比為1:20，將反應液混合均勻，保溫56℃進行凝膠反應，得到中間產物；

步驟二、對中間產物進行老化處理，獲得老化水凝膠；

步驟三、將步驟二得到的老化水凝膠放入干燥設備中，得到干燥的有機氣凝膠；

步驟四、將步驟三得到的有機氣凝膠在抽真空條件下炭化在氮氣保護下加熱碳化，自然冷卻至室溫，得到碳氣凝膠。

本申請進一步設置為：所述干燥設備包括有罐體，所述罐體內設置有加熱裝置和抽真空裝置，所述罐體內設置有攪拌裝置，所述攪拌裝置包括有攪拌軸，所述攪拌軸上設置攪拌桿，所述攪拌桿遠離攪拌軸的一端套設有套管，所述套管遠離攪拌軸的一端設置有與罐體內側壁相抵的刮板，所述套管的內側壁上沿其圓周方向開設有安裝腔，所述攪拌桿上設置有限位環板，所述限位環板位于安裝腔內，所述安裝腔內設置有彈簧，所述彈簧一端與限位環板固定，另一端與安裝腔靠近刮板的側壁固定。

本申請進一步設置為：所述彈簧在無外力作用下處于壓縮狀態。

本申請進一步設置為：所述刮板的長度方向平行于罐體的軸向。

本申請進一步設置為：所述攪拌桿的外側壁上設置有限位塊，所述限位塊上延攪拌桿的軸向開設有限位孔，所述套管靠近攪拌軸的一端設置有與限位孔滑動配合的限位板，所述限位板與攪拌桿的軸向平行。

本申請進一步設置為：所述限位板和限位孔的截面均呈圓弧形，所述限位孔對應的圓心角大于限位板對應的圓心角。

本申請進一步設置為：所述限位板和限位塊均設置有兩個并相對于攪拌桿的中心軸線呈軸對稱。

本申請進一步設置為：所述刮板靠近套管的一端凸出設置有安裝環板，所述安裝環板與套管螺栓連接。

本申請進一步設置為：所述干燥設備包括有用于支撐罐體的支撐架，所述罐體呈水平設置且轉動連接在支撐架上，所述支撐架上設置有驅動罐體繞罐體中心軸線轉動的驅動電機。