一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于活性炭改性技术领域，公开了一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法和应用。所述方法包括以下步骤：将活性炭在O2气氛中进行热重测试，从而判定活性炭与O2发生反应的起始温度；进而在含O2气氛中对活性炭进行热氧化处理。本发明专利技术制得的热氧化活性炭中氧主要镶嵌到活性炭的缺陷位，氧的质量分数达到15wt％以上，同时，伴随着活性炭中的部分碳原子转变为气态的碳氧化物生成大量的新孔，且基本不破坏活性炭中石墨化碳的结构。这有助于增强活性炭电极与电解液间的浸润性，有利于电解液离子的传输和扩展，同时新生成的孔为电解液离子提供了更多的存储空间，有利于获得高的超级电容器性能。级电容器性能。级电容器性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料制备
，涉及一种应用于提升超级电容器电化学性能的活性炭类材料的改性技术工艺。

技术介绍

[0002]碳材料具有电导率高、抗腐蚀、耐氧化、轻质等特性，在储能、复合材料、航空航天、电子信息、电磁兼容等领域得到了广泛的应用。碳材料中的活性炭(AC)具有孔隙结构丰富、比表面积大、吸附性强等性质，在超级电容器、吸附有害气体、催化剂载体、污水处理等方面具有广泛的应用。在超级电容器领域，AC丰富的孔隙结构和高的比表面积有利于电解质离子的快速扩散和传输，从而获得优异超级电容器性能。制备活性炭的活化剂主要包括氢氧化钾、磷酸、水蒸气、二氧化碳等，但是所制备的活性炭虽然具有高的比表面积但是氧含量非常少。电解液对活性炭材料的浸润效果也对超级电容器性能具有非常重要的影响，高的润湿性可以降低电解质离子的扩散阻力，提高电解质离子与活性炭的接触率，提高比表面积的利用效率。AC表面的含氧基团，比如羟基(
‑
OH)、羧基(
‑
COOH)和醚类(C
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)判定活性炭与O2反应的起始温度：将活性炭在O2气氛中进行热重测试，通过热重测试曲线确定活性炭与O2反应的初始温度；(2)制备热氧化活性炭：将活性炭原料放到高温炉中，以一定的升温速率升温至反应温度，同时通入小流量的含O2气氛，在反应温度下维持一段时间，制得富氧且具有高比表面积的热氧化活性炭。2.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述含O2气氛为O2含量在8
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21vol％的含O2气氛。3.根据权利要求2所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述含O2气氛包括空气、空气与惰性气氛的混合气、O2与惰性气氛的混合气，所述惰性气氛为氮气和氩气。4.根据权利要求1所述的一种超级电容器用热氧化活性炭的制备方法，其特征在于，所述升温速率为1～10℃min
‑1；所述反应温度为初始反应温度及以上至多50℃，初始反应温度是指活性炭的初始失重温度。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱守圃，黄景瑞，孟晓茹，朱光照，宋易航，周玥，徐燕，林孟昌，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：