[发明专利]一种脱除超级电容活性炭含氧官能团的方法

说明书

本发明涉及一种脱除超级电容活性炭含氧官能团的方法，属于超级电容活性炭制备技术领域，解决超级电容活性炭因含氧高导致循环稳定性差的技术问题，解决方案为：将超级电容活性炭投入预先升温至180℃‑320℃的流化床设备内，通过通入一定比例的氮氢混合气体。在180℃‑320℃的温度下，活性炭与氢气充分均匀接触反应，10min‑30min后进行收料。该工艺方法可以有效的去除活性炭含氧官能团，具有很好的经济性和适应性，适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于超级电容活性炭制备技术领域，具体涉及的是一种脱除超级电容活性炭含氧官能团的方法。

背景技术

超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。其电极材料主要为多孔碳材料，包括活性炭粉，活性炭纤维，碳纳米管和炭凝胶等，其中超级电容活性炭就是其中的佼佼者，但是超级电容活性炭表面的含氧官能团具有较强的电化学活性，在充放电时易发生分解反应，从而导致超级电容器的循坏稳定性下降，所以脱除超级电容活性炭表面含氧官能团具有重大科学和应用价值。

目前，脱氧钝化的工艺主要是引入还原剂或进行高温热还原。如张在忠（公开号：CN 106082210 A）等将原料投入还原炉中，通过还原炉升温至650-1200℃，高温通入保护气体，静态烧制，还原1-6h。该方法有如下缺点：通过高温热还原，耗能增加，成本相应增加；还原时间长，效率低；静态烧制，热量渗透不均匀，还原不均匀；温度太高容易造成孔的塌缩，比表面积减少。如杜丕一（公开号CN 109592681 A）等将活性炭样品在还原气氛下，在300℃时焙烧1～2h，去除表面结构中的含氧官能团，得到超级电容器电极材料用高纯活性炭。有如下缺点：静态焙烧，还原气体需渗透进去，还原时间长，损耗还原气体量大。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，解决超级电容活性炭因含氧高导致循环稳定性差的技术问题，本发明提供一种工艺简单、能耗低、效率高、易于工业化的脱除超级电容活性炭含氧官能团的方法。获得的超级活性电容炭含氧量低，工艺过程具有使用温度较低、耗能小、反应充分、耗时短、产品损耗率低、增大比表面积等优点。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种脱除超级电容活性炭含氧官能团的方法，包括以下步骤：

S1、将流化床升温至180℃-320℃，然后向流化床的床层上加入超级电容活性炭；

S2、保持流化床的温度不变，从流化床的进料口向流化床内通入氮氢混合气，反应10-30min，脱除超级电容活性炭的含氧官能团；

S3、待步骤S2反应结束后，流化床自然降温至室温，然后向炉内通氮气或氩气，将步骤S2制得的超级电容活性炭通过流化床的出料口吹出并收集。

进一步地，在所述步骤S1中，所述的超级电容活性炭的含氧量为3-12wt%。

进一步地，在所述步骤S2中，超级电容活性炭与氢气的质量比为：9:1-18:1。

进一步地，在所述步骤S2中，所述的氮氢混合气中氢气的体积比为5％-30％。

进一步地，在所述步骤S3中，制得的超级电容活性炭的含氧量为0.01-0.2wt％。

本发明具有如下有益效果：

1、本工艺可以快速、简便制备得含氧量低的超级活性电容炭，温度相对较低、耗能小，反应充分、耗时短，产品损耗率低，增大比表面积，有效地降低了含氧率，具有很好的经济性和适应性，适用于工业化生产。脱氧后的超级电容活性炭含氧量为0.01-0.2wt％。

附图说明

图1为本发明脱除超级电容活性炭含氧官能团所使用的流化床的结构示意图。