[發明專利]超級電容器用活性炭的制備方法、活性炭及其應用

在審

• 申請號: 202110372994.X
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113060730A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 馬俊斯;楊光明;王春;康蕾;張雪雯;楊晶;張旭升
• 申請（專利權）人: 國家能源集團寧夏煤業有限責任公司;寧夏工業職業學院
• 主分類號: C01B32/36
• 分類號: C01B32/36;C01B32/378;C01B32/336;C01B32/318;H01G11/34;H01G11/44
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 耿蕾

1.一種超級電容器用活性炭的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)磨粉

以煤基活性炭為原料，進行粉碎并通過325目標準篩；

(2)酸洗脫灰

將步驟(1)所得粉料與鹽酸和/或硝酸混合均勻，進行酸溶處理以脫灰；

(3)預氧化

在步驟(2)脫灰處理后進行固液分離并對所得固料進行洗滌干燥，然后在350-450℃空氣氣氛下預氧化處理2-4h；

(4)將預氧化處理后所得的預氧化料與作為活化劑的KOH和/或NaOH均勻混合，然后在氮氣氣氛中進行活化，活化溫度為700℃-1000℃；

(5)對步驟(4)所得活化產物用稀鹽酸進一步進行酸溶處理，然后用水洗滌并干燥，以得到超級電容器用活性炭。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煤基活性炭為以無煙煤為原料制備的活性炭，其碘值為850±60mg/g，灰分＜10％。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述煤基活性炭通過以下方法制備：

以無煙煤為原料，進行粉碎至200目標準篩通過率為92％以上，將煤粉與煤焦油按照質量比1:0.32-0.36進行攪拌，通過液壓成型為Φ1.8-2mm的炭條，將炭條陰干后，進行炭化處理，炭化處理溫度為700±50℃，炭化時間為40-50min；然后將所得炭化料進行活化處理，活化介質為水蒸氣，活化溫度為860-920℃，活化時間為60-90min。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述酸溶處理所用酸溶液的摩爾濃度為2-5mol/l，并且所用酸溶液中HCl的摩爾量與煤基活性炭質量之比為2mol：1kg-8mol：1kg。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)和(5)中，對分離所得固料進行洗滌干燥時，用去離子水洗至pH值達到6-8,在并干燥至水含量不超過2wt％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，與活化劑混合時，所述預氧化料與活化劑的質量比1：1-5：1，優選1：1-3：1。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，活化工藝為：基于每克預氧化料，氮氣氣流為50-80ml/min，加熱速率2-10℃/min，達到活化溫度后保溫2-5h，然后在氮氣保護下冷卻至室溫。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述稀鹽酸濃度為0.2-0.8mol/L，所用鹽酸中HCl的摩爾量與活化產物質量之比為(0.2-0.5)mol:1kg。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的制備方法制備得到的活性炭。

10.根據權利要求9所述的活性炭作為超級電容材料的應用。