[发明专利]一种生物质超级电容器活性炭制备方法

说明书

本发明涉及一种生物质超级电容器活性炭制备方法，包括：S1、选择生物质炭化料为原料，破碎至60目以下；S2、将破碎后的炭化料在惰性气体条件下进行升温处理；S3、将所述步骤S2升温处理获得的材料与氢氧化钾按照质量比为1:(1‑6)进行反应；S4、将获得的反应物洗涤至中性，即为所述生物质超级电容器活性炭。本发明的生物质超级电容器活性炭制备方法，能够获得高比表面积低灰的超级电容活性炭产品，并且工艺过程省去了酸法脱灰工艺，减少制备过程污染，并能提升金属含量的脱除效果。

技术领域

本发明属于活性炭材料制备技术领域，尤其涉及一种生物质超级电容器活性炭制备方法。

背景技术

双电层超级电容器(EDLC)主要以高比表面积的超级活性炭为电极活性炭材料，关于超级电容活性炭的标准GB/T37386-2019《超级电容器用活性炭》已经颁布使用，其中规定了植物类(PAC)、石焦油类(OAC)和树脂类(RAC)三类超级电容用活性炭，每种分为三个等级标准。标准中通常要求活性炭的灰分要低于0.2％，比表面积达到1000m²/g以上，铁离子的含量低于50ppm，这就对超级电容器活性炭制备提出了更高的要求。

现有技术中一般采用物理法和化学法制备超级电容器活性炭，以生物质超级电容器活性炭来说，一般采用先原料脱灰再活化处理，或者先活化处理再进行脱灰工艺，而脱灰工艺一般是采用盐酸等去除材料中金属离子含量，采用氢氟酸去除材料中的二氧化硅。工艺路线复杂，并且大量酸的使用会产生大量的废水污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质超级电容器活性炭制备方法，解决现有生物质超级电容器活性炭制备方法以酸进行脱灰工艺造成的污染。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种生物质超级电容器活性炭制备方法，包括：

S1、选择生物质炭化料为原料，破碎至60目以下；

S2、将破碎后的炭化料在惰性气体条件下进行升温处理；

S3、将所述步骤S2升温处理获得的材料与氢氧化钾按照质量比为1:(1-6)进行反应；

S4、将获得的反应物洗涤至中性，即为所述生物质超级电容器活性炭。

根据本发明的一个方面，在步骤S1中，优选地，选择灰分低于5％的生物质炭化料为原料。

根据本发明的一个方面，在步骤S1中，优选地，选择灰分低于5％的生物质炭化料为原料。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，在惰性气体条件下，以2-10℃/min的升温速度，升温至1500℃-2200℃，并保温0.5-2小时。

根据本发明的一个方面，步骤S3中，在惰性气体条件下，将所述步骤S2升温处理获得的材料与氢氧化钾反应，反应温度为700-900℃，反应时间为0.5-5小时。

本发明的生物质超级电容器活性炭制备方法，步骤S1中选择生物质炭化料为原料，主要是为了防止步骤S2中高温脱灰处理过程中，炭化料有石墨化转化的倾向，因为生物质原料属于难石墨化的碳材料；步骤S2中高温脱灰处理，选择的温度范围，有利于原料中金属含量杂质变成蒸汽状态进行脱除，保温时间，保证金属脱除更加彻底，步骤S3中采用碱法进行化学活化处理，一方面为了制备高比表面积活性炭，一方面又可以采用熔融碱去除原料中剩余材料的二氧化为灰分，最后得到高比表面积低灰的超级电容活性炭产品。工艺过程省去了酸法脱灰工艺，减少制备过程污染，并能提升金属含量的脱除效果。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明生物质超级电容器活性炭制备方法的流程图。

具体实施方式