[发明专利]一种基于生物质厌氧干发酵后沼渣活性炭制备超级电容器的方法

摘要

本发明公开了一种基于生物质厌氧干发酵后沼渣活性炭制备超级电容器的方法，该方法是将生物质厌氧干发酵后沼渣预处理后，再经高温碳化和活化，所得活化产物经酸浸泡、水洗、烘干后，获得用作超级电容器电极材料的活性炭。本发明制备的活性炭具有微中孔相结合的孔隙结构，较高的比表面积，同时具有较高的比电容和循环稳定性，是一种相对理想的超级电容器电极材料。本发明利用沼渣制备超级电容器，进而实现沼渣的高值化利用，所得活性炭结构稳定、孔隙发达，具有较高的比电容和循环稳定性，是一种相对理想的超级电容器电极材料。

主权项

一种基于生物质厌氧干发酵后沼渣活性炭制备超级电容器的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)收集生物质厌氧干发酵后沼渣，通过去离子水洗涤、酸浸泡或碱浸泡的方法进行预处理，然后在100‑105℃烘干10‑12h，粉碎过40‑100目筛，获得备用沼渣颗粒；或：收集生物质厌氧干发酵后沼渣，通过去离子水洗涤、酸浸泡或碱浸泡的方法进行预处理，然后在100‑105℃烘干10‑12h，再加入占烘干后沼渣质量0.1％‑2％的铁氧化物，粉碎过40‑100目筛，获得备用沼渣颗粒；(2)将步骤(1)所得备用沼渣颗粒置于高温管式炉中，在惰性气体保护下，以2‑15℃/min的升温速率升温至350‑550℃，恒温碳化0.5‑2h，然后停止加热，继续在惰性气体保护下冷却至室温，取出并研磨成粉状，获得碳化料粉末；(3)将步骤(2)所得碳化料粉末与活化剂按质量比1:1‑4混合，然后加入与碳化料粉末质量体积比为1g:30～150mL的去离子水，超声分散均匀，再在80℃下水浴加热10‑12h，最后放入干燥箱中100℃下干燥2‑3h；所得产物置于高温管式炉中，在惰性气体保护下，以2‑15℃/min的升温速率升至650‑900℃，恒温活化0.5‑2h，然后停止加热，继续在惰性气体保护下冷却至室温，获得活化产物；(4)将步骤(3)所得活化产物置于浓酸中，超声浸泡10‑30min，然后用80℃去离子水洗涤至中性，再将产物置于烘箱中100℃下干燥10‑12h，最后过200‑400目筛，即获得用作超级电容器电极材料的活性炭；(5)将步骤(4)所得活性炭与导电剂和粘结剂按质量比7‑9：1‑2：1‑2混合，滴加适量有机溶剂并超声分散均匀，获得涂覆液；用丝网印刷板将所得涂覆液均匀涂于集流体上，90‑100℃下真空干燥12‑14h，最后通过压片机在10‑15MPa下压片10‑30s，即制得超级电容器电极片。