[发明专利]球形超容炭、其制备方法和用途

权利要求书

1.一种球形超容炭，其比表面积B为1500-4000m²/g。

2.根据权利要求1所述的球形超容炭，其特征在于，所述超容炭的孔容为0.5～3.0cm³/g；

优选地，所述超容炭的平均孔径为1.2～10.0nm。

3.根据权利要求1或2所述的球形超容炭，其特征在于，所述球形超容炭是经活化步骤并清洗后得到的球形超容炭；

优选地，所述经活化步骤并清洗后得到的球形超容炭以重量体积比1～5g:50～100mL与水混合后，水相的pH值为8.2以下；

优选地，所述清洗的方法包括：将球形超容碳与酸性溶液混合，使用水洗涤，干燥，再使用双氧水溶液超声清洗，再次水洗干燥，得到球形超容碳。

4.根据权利要求1-3任一项所述的球形超容炭，其特征在于，所述超容炭的制备原料为球形聚合物。

5.根据权利要求1-4任一项所述的球形超容炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将球形聚合物碳化；

2)将步骤1)得到的产物进行预活化；

3)将步骤2)预活化得到的产物与碱性化合物混合后进行活化。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述聚合物通过将单体、引发剂混合进行聚合反应制备；

优选地，所述单体选自具有2～60个碳原子，并且具有至少1个碳碳双键的化合物；

例如，所述单体选自下列物质：乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、异戊烯、新戊烯、己烯、异己烯、新己烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、戊二烯、异戊二烯、戊二烯、异己二烯、二乙烯苯、二乙二醇二乙烯基醚；

作为选择，所述共聚物的聚合物母体包括衍生自第一单体的结构单元和衍生自第二单体的结构单元，其中所述第一单体具有2～10个碳原子且含有至少一个碳碳双键，所述第二单体具有4～15个碳原子且含有至少两个碳碳双键；

优选地，在所述共聚物的聚合物母体中，衍生自第一单体的结构单元占所述聚合物网络的总结构单元的75％到98％，优选为80％到90％；衍生自第二单体的结构单元占所述聚合物网络的总结构单元的25％到2％，优选为20％到10％；

优选地，所述聚合反应为悬浮聚合反应；

优选地，聚合反应还在水、分散剂、助分散剂的存在下进行；

优选地，所述聚合物是经磺化的聚合物或未经磺化的聚合物，当使用未经磺化的聚合物时，可以在碳化步骤之前进行磺化和/或碳化过程中原位进行磺化。

优选地，步骤1)的碳化在惰性气氛或者在惰性气体和氧气的混合气氛下进行；

优选地，所述碳化的温度为100-950℃；

优选地，所述碳化时间为30分钟-10小时。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)的预活化在含有水蒸气和/或二氧化碳的气氛中进行；

优选地，所述预活化处理的温度为700-1300℃；

优选地，所述预活化步骤的时间为1-24小时。

8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中使用的碱性化合物可以选自有机碱或无机碱，所述无机碱选自碱金属或碱土金属的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，例如LiOH、NaOH、KOH、Ca(OH)₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃中的一种、两种或多种；

或者，所述碱性化合物还可以为碱金属的氧化物或碱土金属的氧化物，例如CaO、K₂O、Li₂O或其混合物；

优选地，步骤3)中步骤2)得到的产物与碱性化合物的质量比为1:(1～5)；

优选地，所述活化步骤的温度为700-1300℃；所述活化步骤的时间为1-10小时；

优选地，所述活化步骤的气氛选自不包含氧气的气氛。