[发明专利]一种利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法

说明书

本发明提供一种利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，包括以下步骤：将酸渣沥青粉碎得到酸渣沥青粉末；将酸渣沥青粉末置于碱性溶液中混合，并进行分散均质乳化，得到酸渣沥青和碱液的乳浊液；将乳浊液置于活化炉中干燥脱水，然后在氮气的保护下高温碳化活化；将活化产物水洗至中性，然后真空旋转干燥得到超级电容用活性炭。本发明采用酸渣沥青为原料，不仅廉价易得，而且属于废物利用，减少酸渣沥青对环境的污染；酸渣沥青富含酸性功能团，具有良好的极性，在均质的乳浊液中，酸渣沥青颗粒能与碱液能以纳米尺寸接触，克服了传质阻力，使活化过程均匀进行。

技术领域

本发明涉及一种制备超级电容用活性炭的方法，具体涉及一种利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法。

背景技术

超级电容不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽，是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种。冲击电容的储能过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次，使其成为新能源的研究热点。

另外，超级电容用活性炭应当具有很高的比表面积，而目前普通的活性炭比表面积一般在2000m²/g以下，如果想要得到更好的电极性能，则要采用石墨烯作为超级电容的电极，但是石墨烯的价格昂贵，成本高。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

针对现有普通活性炭比表面积低、而石墨烯价格高的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，从而提供一种低成本制备高比表面积活性炭的方法。

本发明的技术方案如下：

一种利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，具体包括以下步骤：

步骤（1）：将酸渣沥青粉碎得到酸渣沥青粉末；

步骤（2）：将酸渣沥青粉末置于碱性溶液中混合，并进行分散均质乳化，得到酸渣沥青和碱液的乳浊液；

步骤（3）：将乳浊液置于活化炉中干燥脱水，然后在氮气的保护下高温碳化活化；

步骤（4）：将活化产物水洗至中性，然后真空螺旋干燥得到超级电容用活性炭。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其中，步骤（1）中，所述酸渣沥青粉末为粒度为300-500目。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其中，步骤（2）中，所述碱液为碳酸钾或氢氧化钾的水溶液。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其中，步骤（2）中，所述碱液为饱和的碳酸钾溶液。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其中，步骤（2）中，所述沥青粉末与饱和的碳酸钾溶液以1:2的比例进行混合。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其中，步骤（3）具体过程包括：干燥：将乳浊液放入活化炉中，升温至120-180℃，保温30-40min，干燥脱水；碳化活化：在氮气的保护下，继续升温至600-900℃，保温5-7h，完成碳化活化后冷却。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其中，步骤（3）中，在干燥和碳化活化过程中的升温速率均为5-20℃/min。

所述的利用酸渣沥青制备超级电容用活性炭的方法，其特征在于，还包括步骤（5），收集步骤（4）的清洗液，通过膜浓缩得到饱和的碳酸钾溶液，循环利用于步骤（2）中。