一种活性炭两步活化制备方法及其在超级电容器中的应用技术

本发明专利技术公开了一种活性炭两步活化制备方法及其在超级电容器中的应用，所述方法包括以下步骤：将无烟煤粉碎后过筛，加入添加剂和粘结剂搅拌；放入马弗炉炭化，然后转移至管式活化炉中，通入活化气体活化；用稀盐酸酸洗，过滤后用蒸馏水洗涤，用KOH溶液浸渍；将一次活化活性炭放入活化炉中，通入保护气体活化；用稀盐酸酸洗，过滤后用蒸馏水洗涤至pH为7后干燥；将二次活化脱灰活性炭研磨后与乙烯黑和聚四氟乙烯均匀混合，涂覆在泡沫镍上，干燥后压片制备成电容器。本发明专利技术以无烟煤为原料，反应条件温和，在常规活性炭生产工艺的基础上，通过两次活化并脱灰，大大降低了合成成本，在高性能超级电容器用活性炭领域具有巨大的推广应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及活性炭材料制备领域，具体涉及一种活性炭两步活化制备方法及其在超级电容器中的应用。
技术介绍
超级电容器具有高能量密度、高功率密度、循环寿命长、稳定性好、高低温耐受力强以及可快速充放电等优势，成为储能器件的研究热点。活性炭作为超级电容器常用的电极材料，原因是活性炭稳定性较好、比表面积大而且价格合适。活性炭本身的孔隙大小、孔的形状和结构及内部孔道的表面性质和超级电容器电化学性能之间都有着密切的联系，并不是活性炭中所有的孔隙都能形成双电层，因此，制备适合作为超级电容器电极材料使用的活性炭首先要对活性炭的孔隙大小和分布等进行调控。活性炭常用煤炭、生物质(木材、椰壳、秸秆等)为原料，经过炭化和活化制备而成。物理活化和化学活化法是活性炭制备最常用的两种方法。物理活化是以水蒸气、二氧化碳、烟道气或空气为活化剂进行高温处理的过程；化学活化是以KOH、NaOH、ZnCl等化学药品为活化剂，在适当的温度下进行活化的过程。与物理活化法相比，化学活化法制备的活性炭具有更丰富的微孔结构。合适的活化方法和制备工艺是调控活性炭孔隙的关键。以物理活化法制备的活性炭孔径分布较宽，调控以中微孔(<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性炭两步活化制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤一、将无烟煤粉碎后过200目筛，加入2～5％的添加剂和3～8％的粘结剂搅拌5～10min，制得混合料；步骤二、将步骤一中的混合料压条成型，放入马弗炉以5～15℃/min的升温速率升温至500～600℃，冷却至室温得到炭化料，然后将所述炭化料转移至700～900℃的管式活化炉中，通入活化气体活化1～2h，制得一次活化活性炭；步骤三、将步骤二中的一次活化活性炭在60～80℃条件下用浓度为0.5～1mol/L稀盐酸酸洗1～3次后，用蒸馏水洗涤至pH值为7，然后在30℃条件下用浓度为5～15mol/L的KOH溶液浸渍1～12h；步骤四...

【技术特征摘要】
1.一种活性炭两步活化制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤一、将无烟煤粉碎后过200目筛，加入2～5％的添加剂和3～8％的粘结剂搅拌5～10min，制得混合料；步骤二、将步骤一中的混合料压条成型，放入马弗炉以5～15℃/min的升温速率升温至500～600℃，冷却至室温得到炭化料，然后将所述炭化料转移至700～900℃的管式活化炉中，通入活化气体活化1～2h，制得一次活化活性炭；步骤三、将步骤二中的一次活化活性炭在60～80℃条件下用浓度为0.5～1mol/L稀盐酸酸洗1～3次后，用蒸馏水洗涤至pH值为7，然后在30℃条件下用浓度为5～15mol/L的KOH溶液浸渍1～12h；步骤四、将步骤三中经过浸渍的一次活化活性炭放入500～900℃的活化炉中，通入保护气体活化0.5～3h，制得二次活化活性炭；步骤五、将步骤四中的二次活化活性炭，在60～80℃条件下用浓度为0.5～1mol/L稀盐酸酸洗1～3次后，用蒸馏水洗涤至pH值为7，干燥后得到超级电容器用活性炭材料；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳晓明，张双全，吴雅俊，朱俊生，杨小芹，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32