[发明专利]一种海枣叶生物质多孔活性炭及其制备方法和应用有效
申请号: | 201810874492.5 | 申请日: | 2018-08-03 |
公开(公告)号: | CN109081342B | 公开(公告)日: | 2020-10-02 |
发明(设计)人: | 鲁慧琳;罗琛;李松涛;蔡刚林;鲁群;黄霞;骆彦凌 | 申请(专利权)人: | 成都城电电力工程设计有限公司 |
主分类号: | C01B32/336 | 分类号: | C01B32/336;C01B32/342;C01B32/324;H01G11/34;H01G11/44;H01G11/24;H01G11/86 |
代理公司: | 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214 | 代理人: | 余小飞;詹永斌 |
地址: | 610041 四川*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 海枣 生物 多孔 活性炭 及其 制备 方法 应用 | ||
本发明提供一种海枣叶生物质多孔活性炭,属于植物资源化利用及电容器技术领域。所述活性炭是以海枣叶为原料,经除尘及干燥后进行碳化处理,然后将碳化后的海枣叶与活化剂混合并在惰性气氛下进行高温活化处理,最后经酸处理,洗涤,过滤,干燥的方法制备得到。本发明还提供所述活性炭的制备方法及应用。本发明以来源丰富、易于存活且生长周期短的海枣叶为原料,生产工艺简单易行、易于工业化,且能带来良好经济效益,有利于生物资源充分利用。本发明制备得到的海枣叶多孔活性炭比表面积大,孔隙发达,孔径分布均匀,将其作为电容器的电极材料,比电容高,循环稳定性优异,在电力变电站和电动汽车蓄电池、水净化等领域均具有良好的应用前景。
技术领域
本发明属于植物资源化利用及电容器技术领域,具体为一种海枣叶生物质多孔活性炭及其制备方法和应用。
背景技术
21世纪以来,伴随着人口急剧增长和社会经济快速发展,传统石油能源资源日渐短缺及其带来的环境污染问题使人类可持续发展面临着重大的考验。为了满足社会消费需求和环保要求,越来越多的研究者开始致力于探索成本低廉、原料丰富、循环寿命长且安全环保的新型绿色能源。超级电容器因其具有功率密度高、循环寿命长、充放电迅速、绿色环保等优点,被广泛应用于电动汽车、无轨电车、柔性器材、航空航天等诸多领域。因此,对于开发比容量高、价格低廉的超级电容器电极材料已是刻不容缓。
近年来,尽管新的超级电容器电极材料层出不穷,但活性炭由于具有高比表面积、发达孔隙结构、良好稳定性和导电性、价格低廉等优点,而成为超级电容器电极材料的首选或基底材料。目前,全世界活性炭的年需求量大约在500万吨以上,国内年需求量在100万吨以上,且具有高比表面积的碳材料市场售价达50-100美元每千克。其中,利用纯天然生物质材料制备的多孔活性炭材料具有广阔应用前景。生物质多孔炭的原料来源丰富,成本低廉,完全符合绿色环保和资源可持续发展的要求,且生物质炭制备流程简单可控,具有可规模化生产的特点。我国生产的商用活性炭主要原料为煤炭、木材等,虽然技术相对成熟,但性能有待提高,且长期使用煤炭、木材不利于环境保护,成本难以下降。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种以海枣叶为原料制备的海枣叶生物质多孔活性炭;目的之二在于提供所述海枣叶生物质多孔活性炭的制备方法,目的之三在于提供所述海枣叶生物质多孔活性炭的应用。
本发明目的通过以下技术方案来实现:
一种海枣叶生物质多孔活性炭,所述活性炭是以海枣叶为原料,经除尘及干燥后进行碳化处理,然后将碳化后的海枣叶与活化剂混合并在惰性气氛下进行高温活化处理,最后经酸处理,洗涤,过滤,干燥的方法制备得到。
一种海枣叶生物质多孔活性炭的制备方法,包括以下步骤:
1)预处理:将海枣叶洗涤除尘,经干燥,粉碎,即得海枣叶粉末原料;
2)碳化处理:将海枣叶粉末原料在惰性气体氛围下升温至预烧温度,预烧后再升温至煅烧温度,保温煅烧后冷却至室温,即得海枣叶碳化产物;
3)高温活化:将海枣叶碳化产物与活化剂混合,在惰性气体氛围下进行高温活化处理,最后经酸性溶液处理,洗涤、过滤、干燥即得海枣叶生物质多孔活性炭。
作为本发明所述一种海枣叶生物质多孔活性炭的制备方法的一个具体实施例,步骤1)中,所述海枣叶洗涤除尘采用去离子水和酒精交替洗涤;所述干燥温度为60~80℃,时间为24~36h;所述粉碎为裁剪成碎片后粉碎或研磨成粉末。
作为本发明所述一种海枣叶生物质多孔活性炭的制备方法的一个具体实施例,步骤2)中,所述预烧温度为300~500℃,时间为1~3h;所述煅烧的温度为600~800℃,时间为1~5h。
作为本发明所述一种海枣叶生物质多孔活性炭的制备方法的一个具体实施例,步骤2)中,所述升温至预烧温度的升温速率为1~10℃/min,所述升温至煅烧温度的升温速率为1~10℃/min。
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