[发明专利]一种活性炭的清洗方法

说明书

本发明涉及一种活性炭的清洗方法，属于活性炭制备技术领域，该方法包括如下步骤：将待清洗的活性炭与第一酸液混合进行中和反应，脱水后获得中和活性炭；将中和活性炭与第二酸液混合并加热至45‑80℃，以调整pH值为2‑4，获得酸性活性炭；将酸性活性炭与碱液混合并加热，以调整pH值为8‑11，脱水后获得碱洗活性炭；将碱洗活性炭进行酸洗和水洗，以完成活性炭清洗。采用本发明的方法清洗后的活性炭铁离子含量为26‑88ppm，镍离子含量为2‑10ppm，钾离子含量为48‑96ppm，杂质含量低，在相近的清洗效果下与传统的洗涤方式相比节水35％以上；且该方法工艺简单可行，洗涤效率高，能耗较低，对设备的要求也低，可大幅降低清洗成本，具有较好的实用性。

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，尤其涉及一种活性炭的清洗方法。

背景技术

活性炭因其超高的比表面积和发达的孔隙结构，广泛用于超级电容器电极材料，对超级电容器的性能起着至关重要的作用。通常活性炭的制备方法有物理活化和化学活化两种。为了有效调控活性炭的孔隙结构、制备高比表面积的活性炭材料，目前多采用KOH高温化学活化的方式制备。因为KOH在高温下具有极强的腐蚀性，能够高效的对炭前驱体进行扩孔造孔，且工艺简单，易于工业化生产；但活化过程中对反应容器及设备的侵蚀会在活性炭中引入铁、镍和钾等金属杂质，同时因大量活化剂的残留，增大了后期活性炭的清洗难度。这些杂质元素的残留，会在超级电容器充放电过程中发生反应，有的甚至被还原析出，引起短路，影响超级电容器寿命，严重时可能引发安全问题。

在超级电容用活性炭的生产制备过程中，为了除去其中残留的杂质元素，传统工艺采用酸洗加淘洗的方式。但是因为活性炭对金属杂质极强的吸附能力，这种简单的酸液浸渍清洗很难将其溶解除去。

专利CN104118875A公开了一种利用水蒸气加热煮沸酸溶液清洗活性炭的方法，凭借蒸汽的强力穿透作用，通过酸和去离子水反复清洗降低活性炭的金属杂质。专利CN102874804A采用多级酸洗和淘洗，并利用加压膜过滤的方式对活性炭进行清洗。

上述活性炭清洗方法虽能较好的去除杂质，但清洗工艺相对复杂、能耗较高、对设备要求高，制约了生产效率、增大了生产成本，因此亟需一种新的活性炭清洗工艺。

发明内容

为了解决现有技术中活性炭清洗工艺复杂、能耗高，且对设备要求高，从而制约了生产效率，增加了生产成本的问题，本发明提供了一种活性炭清洗方法，其杂质去除效果好，且工艺简单，易实现工业化生产。

本发明提供了一种活性炭的清洗方法，所述方法包括如下步骤：

将待清洗的活性炭与第一酸液混合进行中和反应，脱水后获得中和活性炭；

将所述中和活性炭与第二酸液混合并加热至45-80℃，以调整pH值为2-4，获得酸性活性炭；

将所述酸性活性炭与碱液混合并加热，以调整pH值为8-11，脱水后获得碱洗活性炭；

将所述碱洗活性炭进行酸洗和水洗，以完成活性炭清洗。

进一步地，所述将所述中和活性炭与第二酸液混合并加热至45-80℃，包括，

将所述中和活性炭与醇液以及第二酸液混合并加热至45-80℃，所述中和活性炭与醇溶液的质量比为0.8-1.2：5-100。

进一步地，所述醇溶液为如下任意一种：甲醇溶液、乙醇溶液，所述醇溶液的质量分数≤60％。

进一步地，所述中和反应过程中，温度为45-80℃，搅拌速率为100-500rpm，搅拌时间为2-12h；所述中和反应结束时pH值为8-10。

进一步地，所述酸性活性炭与碱液混合调整调节pH值的过程中，进行加热和搅拌，加热温度为45-80℃，搅拌速率为100-500rpm，搅拌时间为2-12h。