一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法技术

本发明专利技术公开了一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法，包括以下步骤：(1)把油漆废渣低温干燥，粉碎；(2)向油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，用去离子水搅拌均匀，三者各自所占质量份数为：油漆废渣25‑40份，粘结剂25‑30份，炭粉30‑50份；(3)将混合物料填装于模具中，并保压；(4)将混合物料在惰性气氛炉中，于100℃条件下干燥12h，且每隔1h升温100℃，直至600℃，保温1h后随路冷却；(5)将多孔材料与聚偏四氟乙烯按照质量比(1‑2):(9‑8)进行混合，并加入溶剂，在于100℃条件下干燥10‑12h。本发明专利技术的有效的减轻了对环境的污染，有利于环保。同时，可用于电极材料使用。

A Method of Preparing Porous Carbon Material Electrode from Paint Waste Residue

【技术实现步骤摘要】
一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法
本专利技术涉及一种电极材料的制备方法，具体是一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法。
技术介绍
在汽车喷漆作业过程中，油漆材料的利用率一般只有50％左右，因为利用率很低，喷射出来的漆雾有一半飞溅到喷漆房的房壁、管道和水槽中，因此产生了大量的废漆渣。油漆废渣属于HW21染料、涂装类危险废物，需对其进行有效的处理，否则将会对环境产生很大的危害。目前，国内对油漆废渣的处理方法主要是填埋法和热解焚烧法。填埋法是对漆渣进行简单的处理或固化后，再采取一定的隔离措施埋入地下，是早期油漆废渣处理的首选方法，但占用大量土地、浪费资源，也易造成地下水和土壤的污染，影响深远；油漆废渣的主要成分是高分子有机物，热值较高，热解焚烧是其无害化、资源化有效处理方式，但目前国内的热解设备技术落后，产生的有害气体不能很好地控制，易造成二次污染。在如今能源短缺和环境污染日益严重的情况下，高效、绿色地发展油漆废渣的回收再利用是油漆废渣处理的一个重要方向。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法，以实现将油漆废渣的绿色回收再利用，并由此制备出一种高效的电极材料。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法，具体包括以下步骤：(1)将汽车油漆车间收集到的环氧锌黄底漆油漆废渣，在50℃条件下低温干燥12h，之后进行粉碎并过200目筛；(2)向粉碎后的油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，之后用去离子水搅拌均匀，其中，三者各自所占质量份数为：油漆废渣25-40份，粘结剂25-30份，炭粉30-50份；(3)将均匀的混合物料填装于预制的模具中，在10-15MPa压力下加压，并保压3-5分钟；(4)将经过压实的混合物料在惰性气氛炉中，于100℃条件下干燥12h，且每隔1h升温100℃，直至600℃，保温1h后随路冷却，经高温烧结制得多孔材料；(5)将得到的多孔材料与聚偏四氟乙烯(PVDF)按照质量比(1-2):(9-8)进行混合，并加入溶剂，混合搅拌6-12h后，涂敷于铜箔上，在真空干燥箱中于100℃条件下干燥10-12h，即得到多孔碳材料电极。优选的，步骤(5)中的所述溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。优选的，步骤(2)中的所述粘结剂为食用糖，且研磨至200目。优选的，步骤(2)中的所述碳粉为石油焦，且粒度小于0.075mm。本专利技术的有益效果为：使用汽车涂装车间内废气的油漆废渣作为原料，经过加工使其逐步变为多孔碳材料电极，使得废气物油漆残渣得到了合理的回收利用，有效的减轻了对环境的污染，有利于环保。同时，制备来的电池材料电化学性能优异，比如，具有较高的初始充电容量，衰减缓慢等特点，可用于电极材料使用。附图说明图1为本专利技术的制备方法工艺流程图；图2为实施例1中制备的电极在0.2mV/s扫速下的循环伏安曲线；图3为实施例1中制备的电极在50mA/g电流密度下的循环性能；图4为实施例2中制备的电极的首周充放电曲线；图5为实施例2中制备的电极变倍率循环性能曲线；图6为实施例3中制备的电极在大电流500mAh/g下的循环性能；图7为专利技术实施例中提供的多孔材料的XRD图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：(1)将汽车油漆车间收集到的环氧锌黄底漆油漆废渣，在50℃条件下低温干燥12h，之后进行粉碎并过200目筛；(2)向粉碎后的油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，粘结剂为食用糖，且研磨至200目，碳粉为石油焦，且粒度小于0.075mm，之后用去离子水搅拌均匀，其中，三者各自所占质量份数为：油漆废渣25份，食用糖25份，石油焦50份；(3)将均匀的混合物料填装于预制的模具中，在10MPa压力下加压，并保压5分钟；(4)将经过压实的混合物料在惰性气氛炉中，于100℃条件下干燥12h，且每隔1h升温100℃，直至600℃，保温1h后随路冷却，经高温烧结制得多孔材料；(5)将得到的多孔材料与聚偏四氟乙烯(PVDF)按照质量比1:9进行混合，并加入N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，混合搅拌12h后，涂敷于铜箔上，在真空干燥箱中于100℃条件下干燥12h，即得到多孔碳材料电极。将制备的多孔材料电极作为锂离子电池的电极，在0.2mV/s扫速下的循环伏安曲线如图2所示，表明所制备的多孔材料电极除首周因电极与电解液间的界面膜形成造成的影响外，随后的循环伏安曲线重复性很好，在0～3伏极化电压范围内存在一对氧化还原峰，说明制备的多孔材料能很好地作为锂离子电池的电极材料。如图3所示，采用本专利技术实施例1中提供的一种油漆废渣制备的多孔材料作为锂离子电池电极，在50mA/g电流密度下的循环性能曲线。表明电极的首周充电容量为695.56mAh/g，100周循环后容量衰减到582.15mAh/g，对应于首周的充电容量，其容量的保持率为83.70％，表明制备的多孔材料具有高的充放电容量和优越的长循环性能。实施例2：(1)将汽车油漆车间收集到的环氧锌黄底漆油漆废渣，在50℃条件下低温干燥12h，之后进行粉碎并过200目筛；(2)向粉碎后的油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，粘结剂为食用糖，且研磨至200目，碳粉为石油焦，且粒度小于0.075mm，之后用去离子水搅拌均匀，其中，三者各自所占质量份数为：油漆废渣30份，食用糖30份，石油焦40份；(3)将均匀的混合物料填装于预制的模具中，在15MPa压力下加压，并保压3分钟；(4)将经过压实的混合物料在惰性气氛炉中，于100℃条件下干燥12h，且每隔1h升温100℃，直至600℃，保温1h后随路冷却，经高温烧结制得多孔材料；(5)将得到的多孔材料与聚偏四氟乙烯(PVDF)按照质量比2:8进行混合，并加入N-甲基-2-吡咯烷酮作为溶剂，混合搅拌6h后，涂敷于铜箔上，在真空干燥箱中于100℃条件下干燥10h，即得到多孔碳材料电极。将制备的多孔材料电极作为锂离子电池的电极，在50mAh/g电流密度下的首周充放电曲线如图4所示，表明所制备的多孔材料电极约在0.75V存在一平坦放电平台，首周放电容量高达1123.79mAh/g，首周充电容量为695.56mAh/g，对应的首周库伦效率为61.90％，表明制备的多孔材料能作为锂离子电池电极。如图5所示，采用施例2中提供的一种油漆废渣制备的多孔材料作为锂离子电池电极，其变倍率循环性能曲线。图5表明电极在电流密度分别为50、100、200、500和1000mA/g时对应的充电容量分别为731.50、634.11、572.63、498.53和440.41mAh/g，当电流密度再次下降到50mA/g时，电极充电容量相应地回归到708.82mAh/g，表明制备的多孔材料具有良好的电化学可逆性和优越的变倍率性能。实施例3：(1)将汽车油漆车间收集到的环氧锌黄底漆油漆废渣，在50℃条件下低温干燥12h，之后进行粉碎并过200目筛；(2)向粉碎后的油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，粘结剂为食用糖，且研磨至200目，碳粉为石油焦，且粒度小于0.075mm，之后用去离子水搅拌均匀，其中，三者各自所占质量份数为：油漆废渣40份，食用糖30份，石油焦30份；(3)将均匀的混合物料填装于预制的模具中，在10MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将汽车油漆车间收集到的环氧锌黄底漆油漆废渣，在50℃条件下低温干燥12h，之后进行粉碎并过200目筛；(2)向粉碎后的油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，之后用去离子水搅拌均匀，其中，三者各自所占质量份数为：油漆废渣25‑40份，粘结剂25‑30份，炭粉30‑50份；(3)将均匀的混合物料填装于预制的模具中，在10‑15MPa压力下加压，并保压3‑5分钟；(4)将经过压实的混合物料在惰性气氛炉中，于100℃条件下干燥12h，且每隔1h升温100℃，直至600℃，保温1h后随路冷却，经高温烧结制得多孔材料；(5)将得到的多孔材料与聚偏四氟乙烯(PVDF)按照质量比(1‑2):(9‑8)进行混合，并加入溶剂，混合搅拌6‑12h后，涂敷于铜箔上，在真空干燥箱中于100℃条件下干燥10‑12h，即得到多孔碳材料电极。

【技术特征摘要】
1.一种油漆废渣制备多孔碳材料电极的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将汽车油漆车间收集到的环氧锌黄底漆油漆废渣，在50℃条件下低温干燥12h，之后进行粉碎并过200目筛；(2)向粉碎后的油漆废渣粉中加入粘结剂和碳粉，之后用去离子水搅拌均匀，其中，三者各自所占质量份数为：油漆废渣25-40份，粘结剂25-30份，炭粉30-50份；(3)将均匀的混合物料填装于预制的模具中，在10-15MPa压力下加压，并保压3-5分钟；(4)将经过压实的混合物料在惰性气氛炉中，于100℃条件下干燥12h，且每隔1h升温100℃，直至600℃，保温1h后随路冷却，经高温烧结制得多孔材...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔永莉，徐慧敏，古越，史月丽，庄全超，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32