[發明專利]一種多孔碳材料及其合成方法和一種電容器

在審

• 申請號: 202310244840.1
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116239115A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 申國鑫;王儒洋;吳躍;齊志麗;楊會軍;張起勝;田進梅;楊英;蔚永清;馬銀劍;蘇鑫
• 申請（專利權）人: 國家能源集團寧夏煤業有限責任公司
• 主分類號: C01B32/33
• 分類號: C01B32/33;C01B32/336;C01B32/348;C01B32/05
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

1.一種多孔碳材料的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：

步驟S1，將重選氣化細渣進行酸洗和堿洗，得到懸浮液；將所述懸浮液進行固液分離，收集固相樣品；所述重選氣化細渣中固定碳含量為50～90wt％；

步驟S2，將所述固相樣品進行活化處理，得到所述多孔碳材料。

2.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述合成方法還包括：

在所述步驟S1之前，對氣化細渣進行重選，得到所述重選氣化細渣。

3.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述活化處理包括：

在氣氛下，將所述固相樣品與堿金屬化合物混合，得到混合物；

將所述混合物以第一升溫速率升溫至第一預設溫度，保溫第一預設時間，得到初步活化產物；

將所述初步活化產物以第二升溫速率升溫至第二預設溫度，保溫第二預設時間，得到所述多孔碳材料；

優選地，所述活化處理在管式爐中進行；

優選地，所述氣氛包括氮氣、二氧化碳或水蒸氣的一種或多種；優選所述氣氛的流量為300～1000mL/min；優選所述堿金屬化合物為氫氧化鉀；

優選所述固相樣品與所述堿金屬化合物的質量比為1:(2～6)。

4.根據權利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述第一升溫速率和所述第二升溫速率獨立地為3～10℃/min，優選所述第一預設溫度為300～500℃，優選所述第一預設時間為2～6h；優選所述第二預設溫度為700～900℃，優選所述第二預設時間為2～6h。

5.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，

所述步驟S1中采用先酸洗后堿洗的形式，其具體包括如下步驟：

步驟A，將所述重選氣化細渣與酸溶液混合并進行酸洗，得到第一懸浮液；

步驟B，將所述第一懸浮液進行第一固液分離，收集第一固相樣品；

步驟C，將所述第一固相樣品與堿溶液混合并進行堿洗，得到所述懸浮液；

步驟D，將所述懸浮液進行第二固液分離，收集所述固相樣品；或者，所述步驟S1中采用先堿洗后酸洗的形式，其具體包括如下步驟：

步驟A’，將所述重選氣化細渣與堿溶液混合并進行堿洗，得到第一懸浮液；

步驟B’，將所述第一懸浮液進行第一固液分離，收集第一固相樣品；

步驟C’，將所述第一固相樣品與酸溶液混合并進行酸洗，得到所述懸浮液；

步驟D’，將所述懸浮液進行第二固液分離，收集所述固相樣品。

6.根據權利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述酸溶液為鹽酸溶液、硝酸溶液或硫酸溶液中的一種或多種；

優選地，所述堿溶液為氫氧化鈉水溶液和/或氫氧化鉀水溶液。

7.根據權利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述重選氣化細渣與所述酸溶液的固液比為1:(1～6)g/mL；優選所述第一固相樣品與所述堿溶液的固液比為1:(1～6)g/mL。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的合成方法，其特征在于，所述酸洗的溫度為80～120℃，所述酸洗的時間為2～8h；優選所述堿洗的溫度為60～250℃，所述酸洗的時間為12～24h。

9.一種多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料由權利要求1至8中任一項所述的合成方法制備得到；優選所述多孔碳材料的比表面積為1500～2300m²/g，優選所述多孔碳材料的孔容為0.8～1.5cm³/g。

10.一種電容器，所述電容器包括參比電極、對電極、工作電極，其特征在于，所述工作電極包括權利要求9所述的多孔碳材料。