[发明专利]一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法

摘要

本发明公开了一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法。该方法以椰壳炭化料为原料，并通过物理活化造孔方法获得多孔活性炭后，经过CO2气氛中多次反应制备一次去表面官能团后的高导电性活性炭半成品；然后将需要经过酸洗去杂的半成品进行酸洗后再次在还原或保护气氛下去官能团处理，最终制备出超级电容用高导电性活性炭。本发明制备的活性炭粉末在100MPa压力下制片电阻率仅0.17～0.28Ω·cm，以此制备的双电极超级电容器内阻为0.15～0.25Ω，满足高性能超级电容器电极材料使用。本发明的方法新颖简单，可用于工业化连续大规模生产，成本低廉。相较于目前市售高性能超级电容器电极材料用活性炭同类产品，本技术产品性能关键指标处于国内、国际先进水平。

主权项

1.一种超级电容用高导电性椰壳活性炭的两次激活工业化制备方法，其特征在于，利用椰壳炭化料，在物理活化造孔方法基础上，采用多步激活降低电阻率的工业化制备方法，包括如下制备步骤：步骤一：利用物理活化造孔方法制备活性炭，所述的物理活化造孔方法如下：首先将椰壳炭化料于水蒸汽、二氧化碳和氧气混合气氛下，控制CO₂与水蒸汽的摩尔比为4:6，保持氧气占全部气体的体积比例在35％，气体总量为0.02m³/min·kg，并在950℃高温下进行2.5h的造孔反应实现造孔，得到初步成孔样品；步骤二：使初步成孔样品直接在CO₂气氛下于600～800℃较低温度下进行3～5h反应，控制CO₂气体总量为0.02～0.04m³/min·kg，得到活性炭半成品，其中消除了步骤一引入的表面钝化基团，激活了活性炭的基本结构特性；步骤三：将活性炭半成品进行酸洗去杂：通过加入0.1wt％～0.5wt％的稀盐酸，进行5～8次蒸煮去杂，再用蒸馏水进行洗涤，在120℃温度下干燥1～2h，得到去杂活性炭粉末；步骤四：将去杂活性炭粉末在还原或保护气氛下、300～350℃焙烧1～2h，通过还原反应，第二次去除活性炭表面的钝化基团，激活活性炭的表面结构特性，得到高导电性的超级电容器电极材料用活性炭。