一种石墨烯复合石油焦基活性炭的制备方法及超级电容器技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯复合石油焦基活性炭的制备方法，首先将石油焦颗粒在第一气体的条件下进行焦化后，得到预碳化石油焦；然后将预碳化石油焦与活化剂混合后，在第三气体的条件下进行活化，再洗涤后得到活性炭分散液；再将活性炭分散液、氧化石墨烯溶液和还原剂混合进行化学还原后，得到半成品；最后将半成品经过刻蚀剂刻蚀后干燥，再在保护性气体的条件下进行热处理后，得到石墨烯复合石油焦基活性炭。本发明专利技术采用了双氧水进行刻蚀处理，使得石墨烯被进一步造孔，改善了离子迁移通道，并进一步提高和稳定了石墨烯改性活性炭的比表面积，在随后的高温还原过程中使石墨烯的结构得以恢复，改善了活性炭的电导率，从而提高超级电容炭的比容量。

Preparation and Supercapacitor of Graphene Composite Petroleum Coke-based Activated Carbon

The invention provides a preparation method of graphene composite petroleum coke-based activated carbon. First, the petroleum coke particles are coked under the condition of the first gas to obtain the pre-carbonized petroleum coke; then, the pre-carbonized petroleum coke is mixed with the activator, activated under the condition of the third gas, and then the activated carbon dispersion is obtained after washing; then, the activated carbon dispersion and graphene oxide are obtained. After chemical reduction of solution and reductant, the semi-finished product was obtained. Finally, the semi-finished product was etched by etchant, dried, and then heat-treated under protective gas conditions, graphene composite petroleum coke-based activated carbon was obtained. The method adopts hydrogen peroxide to etch, which makes graphene further porous, improves the ion migration channel, further enhances and stabilizes the specific surface area of graphene modified activated carbon, restores the structure of graphene in the subsequent high temperature reduction process, improves the conductivity of activated carbon, and thus improves the specific capacity of supercapacitor carbon.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合石油焦基活性炭的制备方法及超级电容器
本专利技术属于活性炭材料
，涉及一种改性石油焦基活性炭的制备方法及超级电容器，尤其涉及一种石墨烯复合石油焦基活性炭的制备方法及超级电容器。
技术介绍
超级电容器是一种可提供强大脉冲功率的新型储能器件。超级电容器由于储能原理为物理电荷吸附，具有良好的大功率充放电性能，充电时，处于极化状态的电极表面电荷吸引电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面形成双电层电容，从而在正负极之间产生稳定的电位差。超级电容器具有充放电速度快，功率密度高，并且有长达百万次的循环寿命，适应恶劣环境，基本免维护等特点，已经在通信、军事、新能源汽车、国家电网、港口机械等多个领域得到了成功的应用，并且在很多领域逐步开始替代锂电池等二次电池。超级电容器的储电能力主要取决于电极材料可用于储电的比表面积和电荷密集程度。从理论上说，电极表面积越大，电荷越密集，其容量就越大。目前采用的超级电容电极材料主要以碳基材料为主导，特别是活性炭具有价格低廉、成型性好、电化学稳定性高、比表面积大等特点，是目前超级电容器领域应用最广泛的材料。活性炭的比表面积、孔径分布、电导率、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯复合石油焦基活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将石油焦颗粒在第一气体的条件下进行焦化后，得到预碳化石油焦；B)将上述步骤得到的预碳化石油焦与活化剂混合后，在第三气体的条件下进行活化，再洗涤后得到活性炭分散液；C)将上述步骤得到的活性炭分散液、氧化石墨烯溶液和还原剂混合进行化学还原后，得到半成品；D)将上述步骤得到的半成品经双氧水刻蚀后干燥，再在保护性气体的条件下进行热处理后，得到石墨烯复合石油焦基活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合石油焦基活性炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将石油焦颗粒在第一气体的条件下进行焦化后，得到预碳化石油焦；B)将上述步骤得到的预碳化石油焦与活化剂混合后，在第三气体的条件下进行活化，再洗涤后得到活性炭分散液；C)将上述步骤得到的活性炭分散液、氧化石墨烯溶液和还原剂混合进行化学还原后，得到半成品；D)将上述步骤得到的半成品经双氧水刻蚀后干燥，再在保护性气体的条件下进行热处理后，得到石墨烯复合石油焦基活性炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石油焦包括蜂窝焦、海绵焦、弹丸焦和针状焦中的一种或多种；所述石油焦颗粒的粒径为5～20μm；所述第一气体包括空气、氧气、氢气、氮气、惰性气体、二氧化碳和水蒸气中的一种或多种；所述焦化的温度为300～500℃，所述焦化的时间为0.5～3小时。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预碳化石油焦与活化剂的质量比为1：(0.5～5)；所述活化剂包括氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和氢氧化钙其中一种或多种；所述活化剂为颗粒状活化剂，所述颗粒状活化剂的粒径为10～300μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)具体为：将上述步骤得到的预碳化石油焦与活化剂混合后，在第二气体的条件下进行预活化，然后在第三气体的条件下进行活化，再洗涤后得到活性炭分散液。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永彬，张在忠，姜彤彤，程金杰，
申请(专利权)人：山东欧铂新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37