【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能电极材料制备，尤其涉及一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备方法及装置。
技术介绍
1、基于清洁电化学储能机制的器件，如各种二次电池，超级电容器，锂离子电容器或其混合器件，是重要的电储能系统，近年来得到了长足的发展。超级电容器，锂离子电容器的正极材料为大比表面积的多孔活性炭。二次电池如锂离子负极材料(硅炭负极)也使用大比表面积的多孔活性炭作为硅颗粒的固定载体，重量大约占硅炭负极重量的50％左右。
2、由于电极极片涂覆的要求，以及避免严重的电子极化与离子极化问题，由这些电极材料构成的电极极片厚度一般在几十微米到150微米。这要求这些炭电极材料的粒度常在5-6微米，既保证快速的离子传输，又具有相对较大的堆积密度及对应的极片压实密度。
3、5-6微米的颗粒，属于超细粉范围，具有外比表面积大，聚并严重，流动性不好，不易直接加工的特性。因此，工业上常采用先活化制得大粒径的活性炭，然后再将其研磨为5-6微米的颗粒。首先，大粒径的颗粒进行活化时，内扩散严重，反应时间长，能耗高。其次，研磨时丧失了20-30％比表面积与孔容，同时产生了大量直径小于5微米的细颗粒，造成了产品质量损失，导致产品成本居高不下。这些问题目前成为几个行业电极炭普遍存在的问题，一直没有得到很好解决。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术公开了一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备方法，包括：
2、将活性炭前驱体填装于活化流化床内，将碳纳米
3、将氮气和活化介质从流化床底部通入，使加热的活性炭前驱体在气流作用下处于流化状态；所述活化介质对所述加热的活性炭前驱体进行刻蚀造孔1-10h后，将获得的超细多孔活性炭经产品出口排出；
4、所述碳纳米管在活化流化床和加热流化床中循环流动，以使活化流化床1中的床层压降和温度保持恒定。
5、可选地，所述碳纳米管的循环流动时间为3天，当所述超细多孔活性炭经产品出口排出时，暂停所述碳纳米管的循环流动；
6、当所述超细多孔活性炭经产品出口排出后，向所述活化流化床中加入新一批活性炭前驱体，然后继续所述碳纳米管的循环流动；
7、当所述碳纳米管的循环流动时间超出3天时，将其导出，用作有机废物的高效吸附剂。
8、可选地，所述活性炭前驱体的粒径为1-10微米；所述活性炭前驱体的堆积密度为0.3-0.8g/ml；
9、所述活性炭前驱体为生物质或人造聚合物；所述生物质为椰壳、杏壳、植物淀粉、木质素中的一种或多种；所述人造聚合物为酚醛树脂、呋喃树脂、聚丙烯腈预氧化物中的一种或多种。
10、可选地，所述碳纳米管由10-100层碳层卷曲而成；所述碳纳米管的堆积密度为0.05-0.1g/ml；所述碳纳米管的外直径为8-80nm；所述碳纳米管的长径比大于200。
11、可选地，所述活化流化床中，所述碳纳米管与所述活性炭前驱体的体积比为0.3-1.5。
12、可选地，所述加热流化床的加热方式为通入高温气流加热或电加热。
13、可选地，所述活化介质为二氧化碳和水蒸气中的一种或两种；所述活化介质的流速为0.05-0.2m/s。
14、可选地，所述超细多孔活性炭的粒径为1-10微米；所述超细多孔活性炭的比表面积为1500-2500m2/g；所述超细多孔活性炭的孔容为0.5-2.5ml/g。
15、为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备装置，所述装置包括活化流化床，所述活化流化床用于在碳纳米管和活化介质的作用下，使活性炭前驱体反应，获得超细多孔活性炭；
16、与活化流化床连接的加热流化床，用于对加热流化床中的碳纳米管进行加热；
17、所述碳纳米管通过管道在活化流化床和加热流化床之间循环流动。
18、可选地，所述加热流化床中设置有换热管或电加热棒，以实现对所述加热流化床中的所述碳纳米管进行加热；所述换热管通过管内的高温气流对所述加热流化床中的所述碳纳米管进行加热。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
20、本申请实施例提供的一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备方案，包含设置通过管路相连的活化流化床和加热流化床，将活性炭前驱体填装于活化流化床内，再将碳纳米管填装于加热流化床中经加热并通入活化流化床中以加热活性炭前驱体，在活化介质的作用下反应，获得粒径为1-10微米的超细多孔活性炭。反应过程中，碳纳米管在活化流化床和加热流化床中循环流动，以使活化流化床中的床层压降和温度保持恒定。本专利技术基于碳纳米管循环制备超细多孔活性炭，通过纳米级的碳纳米管与微米级的活性炭前驱体接触，以实现辅助活性炭前驱体的顺利流化和高效活化，简化了活化流化床的结构设计，并使得活性炭前驱体易于加工。
21、且碳纳米管作为固体具有热容大、混合均匀、传热快的优点，相比于传统的旋转炉活化小颗粒前驱体技术中的纯气体加热，既保证了反应体系的热量供应，还将制备时间缩短了15％，气体成本减少了50-60％，且产品一致性提高了30％。此外，由于碳纳米管比超细多孔活性炭的直径小，流动性好，稳定性高，在整个制备过程中，碳纳米管的结构不会遭到破坏，达到使用时间卸出后的碳纳米管的比表面积相比使用前增大了10-20％,表面官能团密度增加了30％-70％，可用作有机废物的高效吸附剂，避免了资源浪费。
22、相比于常规的制备方法(如先制备大颗粒活性炭产品，再研磨粉碎；或用斯列普炉制备粒径为毫米级的大比表面积多孔活性炭)，本专利技术由于直接制备得到的超细多孔活性炭为微米级，后续不用再研磨粉碎，有效避免了研磨带入杂质的风险，并且成品率提高了30％，制备设备台数减少了20％，设备投资成本降低了25-30％，时间成本节省了50-80％。
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1.一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管的循环流动时间为3天，当所述超细多孔活性炭经产品出口排出时，暂停所述碳纳米管的循环流动；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性炭前驱体的粒径为1-10微米；所述活性炭前驱体的堆积密度为0.3-0.8g/mL；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管由10-100层碳层卷曲而成；所述碳纳米管的堆积密度为0.05-0.1g/mL；所述碳纳米管的外直径为8-80nm；所述碳纳米管的长径比大于200。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化流化床中，所述碳纳米管与所述活性炭前驱体的体积比为0.3-1.5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热流化床的加热方式为通入高温气流加热或电加热。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化介质为二氧化碳和水蒸气中的一种或两种；所述活化介质的流速为0.05-0.2m/s。
8.根据
9.一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备装置，其特征在于，所述装置包括活化流化床，所述活化流化床用于在碳纳米管和活化介质的作用下，使活性炭前驱体反应，获得超细多孔活性炭；
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述加热流化床中设置有换热管或电加热棒，以实现对所述加热流化床中的所述碳纳米管进行加热；所述换热管通过管内的高温气流对所述加热流化床中的所述碳纳米管进行加热。
...【技术特征摘要】
1.一种基于碳纳米管循环的超细多孔活性炭的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管的循环流动时间为3天，当所述超细多孔活性炭经产品出口排出时，暂停所述碳纳米管的循环流动；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性炭前驱体的粒径为1-10微米；所述活性炭前驱体的堆积密度为0.3-0.8g/ml；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米管由10-100层碳层卷曲而成；所述碳纳米管的堆积密度为0.05-0.1g/ml；所述碳纳米管的外直径为8-80nm；所述碳纳米管的长径比大于200。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活化流化床中，所述碳纳米管与所述活性炭前驱体的体积比为0.3-1.5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热流化床的加...
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