[發明專利]一種超級電容器用生物質活性炭的制備方法及超容炭

有效

• 申請號: 202111363629.9
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN113880085B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 董莉莉;雷廷宙;楊延濤;李艷玲;劉鵬
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C01B32/318
• 分類號: C01B32/318;H01G11/34;H01G11/44;H01G11/86
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

1.一種超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：包括，將生物質碳化料用過硫酸鈉溶液預處理，再加入粘結劑進行室溫造粒，最后將造粒后產物與活化劑混合進行碳化活化處理，經后處理獲得球形活性炭；

所述粘結劑為樹脂、焦油或兩者的混合物；所述活化劑為氫氧化鉀；

所述生物質碳化料包括玉米芯、核桃殼、秸稈、椰殼、木材中的一種或多種；

所述進行碳化活化處理，保護氣氛為氮氣；采用三段式升溫，室溫升溫至200 ℃，升溫速率5~10 ℃/min，保溫1~2 h；繼續升溫至預活化溫度450~600 ℃，升溫速率3~6 ℃/min，保溫1~4 h；繼續升溫至活化溫度750~850 ℃，升溫速率3~6 ℃/min，保溫1~5 h。

2.如權利要求1所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：所述用過硫酸鈉溶液預處理，將所述生物質碳化料破碎后，加入到過硫酸鈉溶液中浸漬，將浸漬后得到的復合材料進行真空干燥處理；

其中，所述生物質碳化料破碎研磨至粒徑為50目以下；所述過硫酸鈉的濃度為0.5~8%。

3.如權利要求2所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：所述浸漬，采用機械攪拌，處理時間為0.5~3 h。

4.如權利要求2所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：所述真空干燥處理，溫度為76~85 ℃ ，干燥時間為2~10 h。

5.如權利要求1~4中任一項所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：所述加入粘結劑進行室溫造粒，加入的所述粘結劑占總量的2~13%，造粒后粒徑為0.5~20 mm；

其中，所述樹脂的結焦值不低于40%，所述焦油的結焦值不低于20%。

6.如權利要求5所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：所述將造粒后產物與活化劑混合，造粒后的產物與活化劑的質量比為1:0.5~5。

7.如權利要求1~4、6中任一項所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法，其特征在于：所述后處理，將活化料經稀鹽酸和去離子水多次洗滌，于110℃真空烘干；

其中所述稀鹽酸濃度為1mol/L。

8.如權利要求1~7中任一項所述的超級電容器用生物質活性炭的制備方法得到的超容炭，其特征在于：所述超容炭的介孔率為23~45%，平均孔徑尺寸為2.1~2.3 nm，體積密度為0.45~0.51 g/cm³；

在電流密度為1 A/g時，比容量為260~320 F/g。