[发明专利]一种发泡活性电碳材料成型件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型碳材料的制备领域，具体的说是一种发泡活性电碳材料成型件的制备方法。

背景技术

活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，自古以来就在医药、食品等方面得到了应用。随后，它作为优质的吸附剂和催化剂载体在工业、国防、农业、医药卫生、环保及能源等领域也得到了广泛应用。但由于常规活性炭的比表面积和吸附性能低，还不能满足日益发展的环保、能源、天然气及氢气的高效储能介质以及高科技等领域的需求，因而急需开发研制具有高比表面积、形态各异的具有优质吸附性能的新型吸附材料，以满足国民经济的特殊需要。

泡沫碳作为一种三维有序的碳质功能材料，具有强度高，导热好，电率热高，热膨胀系数低等优异性能，而成为导电、传热、传质、吸波等新型材料。目前国内发泡方法主要有高压渗氮和自由发泡两种方法，由于氮气为非极性分子和沥青相溶性差，造成泡沫碳孔径不均匀，而自由发泡是利用富碳前驱体的裂解气体作气体发泡，由于其相溶性好、孔径均一、开孔性好得到了广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种比表面积大、综合成本低、成品率高、适宜工业大规模生产的发泡活性电碳材料成型件的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种发泡活性电碳材料成型件的制备方法，所述的制备方法按下述步骤进行：

（1）将高碳材料、增韧剂、改性剂和发泡剂按重量比为：高碳材料：增韧剂：改性剂：发泡剂=100:5-20:2-8:5-15的组成进行混合，得到搅拌均匀的混合物；

（2）将混合物放入模具中，加热到300-600℃，在10-30MPa的高温高压下固化5-30min，得到块状的发泡碳材料；

（3）将块状的发泡碳材料放入切片机，切割出特定外形的发泡碳材料成型件；

（4）将发泡碳材料成型件置于碳化活化炉，在空气氛围中按照1-20℃/min的升温速率升温到150-350℃，预氧化10-120min,然后通入惰性气体并在惰性气体保护下，升温到500-800℃，进行碳化100-300min，碳化处理完成后升温到800-1100℃并通入活化剂进行活化处理，活化处理100-400min后，在惰性气氛下随炉冷却到室温，即得发泡活性电碳材料的成型件。

所述步骤（1）中的高碳材料、增韧剂、改性剂和发泡剂按重量比为：高碳材料：增韧剂：改性剂：发泡剂=100:5-15:2-6:5-12。

所述步骤（1）中的高碳材料是指酚醛树脂、沥青、丁苯橡胶、丙烯氰或ABS树脂。

述步骤（1）中的原料在高速搅拌器中完成搅拌混合后输入到静态混合器中进行进一步的均匀混合，得到搅拌均匀的混合物。

所述步骤（2）中的温度加热到300-500℃，压强为15-30MPa。

所述步骤（4）中的预氧化升温速率为5-15℃/min。

所述步骤（4）中的预氧化温度为200-350℃。

所述步骤（4）中的碳化温度为500-700℃。

所述步骤（4）中的活化温度为900-1100℃。

所述步骤（4）中的活化剂是氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸氢钠。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明制备工艺简单、操作容易、产品性能好，并且成品率高、综合成本低，全程机械化操作，自动控制运行，适宜大规模的工业化生产。

本发明制备出来的产品具有较大的比表面积、很好的吸附活性和机械强度。

本发明的制备方法耗能比值低，废气废水废物全部循环利用，无污染。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1