[发明专利]一种利用长柄扁桃壳制备双电层电容器电极材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于双电层电容器电极材料技术领域，具体涉及一种以废弃物长柄扁桃壳为原料制备双电层电容器电极材料的方法。

背景技术

双电层电容器是一种介于传统电容器和二次电池之间的高能量电能存储原件，主要依靠静电荷在电极和电解液界面之间形成双电层储存能量，具有高功率密度、高循环寿命、可快速冲放电和对环境无污染等优点，在电力、铁路、交通、医疗、军事、通信等众多领域有广阔的应用前景，并日益成为世界各国能源研究的热点。双电层电容器要求电极材料具备导电率高、比表面积大、成型性好、价格低廉且不与电解质发生电解反应或电化学反应等优异性能。因而，具有比表面积和比电容大、孔径分布窄、化学稳定性和导电性好的活性炭、炭气凝胶、碳纳米管等，是制备双电层电容器的最佳材料。

长柄扁桃（Amygdalus pcdunculata Pall.），又名野樱桃，是蔷薇科扁桃属的落叶灌木，由于沙漠淹没和认为破坏，分布零散且日趋绝迹，1992年版《内蒙古珍稀濒危植物图谱》已将长柄扁桃列为二级濒危植物。长柄扁桃用作防风固沙外，其果仁含油量为45%～58%，可以使其成为治理北方荒漠地区发展木本油料基地的首选书中。但加工取种仁后剩下大量长柄扁桃壳，堆放过程中易造成环境污染，且往往当燃料利用，利用价值显著降低。专利200910254649.5公开了以长柄扁桃壳为原料，采用氯化锌活化法生产的活性炭，其比表面积最大可达到1633.08m²/g，但该技术仅仅是从原料被利用的角度出发制备吸附用活性炭。同样，申请号为201210441273.0公开了以长柄扁桃核壳为原料，采用磷酸活化法制备活性炭，其比表面积最大可达到1740.14m²/g，但强调的也是活性炭具有较强的吸附性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种以长柄扁桃壳为原料，制备双电层电容器电极材料的方法，利用该方法制备的双电层电容器电极材料比表面积大，吸附能力优良，孔隙分布合理，电化学行为良好。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：将长柄扁桃壳粉末与活化剂按质量比为1:0.5～4混合均匀，200～500℃炭化处理30～180分钟，600～1000℃活化处理30～210分钟，活化产物经酸洗后水洗至中性，干燥，制备成长柄扁桃壳活性炭，将长柄扁桃壳活性炭与粘合剂按质量比为5～9:1混合制备炭层，得到双电层电容器电极材料。

本发明优选将长柄扁桃壳粉末与活化剂按质量比为1:1～2混合均匀，300～500℃炭化处理60～120分钟，700～950℃活化处理60～120分钟，活化产物经酸洗后水洗至中性，干燥，制备成长柄扁桃壳活性炭，将长柄扁桃壳活性炭与粘合剂按质量比为5～9:1混合制备炭层，得到双电层电容器电极材料。

本发明进一步优选将长柄扁桃壳粉末与活化剂按质量比为1:1.5混合均匀，300℃炭化处理60分钟，900℃活化处理60分钟，活化产物经酸洗后水洗至中性，干燥，制备成长柄扁桃壳活性炭，将长柄扁桃壳活性炭与粘合剂按质量比为6:1混合制备炭层，得到双电层电容器电极材料。

上述的活化剂是以K⁺、Na⁺、M_g²⁺、Al³⁺、NH₄⁺或Ca²⁺为阳离子，以OH-、HCO₃-、CO₃^2-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-或SO₄^2-为阴离子，形成的化合物中的任意一种或两种以上的混合物，优选以K⁺或Na⁺为阳离子，以OH-或CO₃^2-为阴离子，形成的化合物中的任意一种或两种以上的混合物；上述的粘合剂为聚四氟乙烯。

上述的酸洗是用pH值为1～5的酸的水溶液煮沸10～15分钟，所述的酸是硝酸、硫酸、盐酸等。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：