CN104779072A - 一种改性废弃pvc基活性炭负载氧化镧复合电极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：三氧化二锰1-2、三氯甲烷8-15、白炭黑1-2、镍纤维2-4、纳米碳酸锰1-2、氧化镧3-5、改性废弃PVC基活性炭110-120、古马隆树脂1-2、过氧化二异丙苯1-2；本发明利用废弃的PVC制备电极材料活性炭，具有比表面积大、导电率高等优点，对资源合理化利用，解决环境污染的问题，添加的镍纤维降低了复合材料之间的相互排斥力，减小分布容积，提高电极材料的振实密度，增强导电性，添加的氧化镧促进电化学可逆反应的进行，提高了伏安循环性能和充放电速率的作用。
Description
技术领域
本发明涉及化学能源材料领域，特别是一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料及其制备方法。
背景技术
近年来，在石化资源日渐枯竭、环保压力倍增的背景下，寻求高能量、高功率密度的可替代能源成为当今首要任务。超级电容器与传统电容器相比，具有更高的能量密度与比电容，且功率密度与循环寿命也远远高于传统化学电池，故超级电容器作为一种新型储能器件受到越来越多研究人员的关注。镍纤维是一类具有良好的导电性、持久性、抗静电性的一类纤维，它能够降低复合材料之间的相互排斥力，减小分布容积，提高材料的振实密度，并且有效的增强了材料的导电性，掺杂了稀土元素氧化镧能够促进电化学可逆反应的进行，提高了伏安循环性能，并且还提高了充放电速率。
现如今“白色污染”问题的严峻性，常规的填埋和焚烧处理对大气、环境和土壤都造成非常严重的影响，对其进行溶剂法，机械法，化学法等方法的处理，不但成本高，实验表明效果还不理想。本发明根据这一情况采用化学活化方法制备超级电容器用的电极材料，不仅有效地解决了环境污染，并且对废物进行二次利用，对资源合理化运用，节约成本，实现国家可持续发展的战略。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，由下列重量份的原料制成：三氧化二锰1-2、三氯甲烷8-15、白炭黑1-2、镍纤维2-4、纳米碳酸锰1-2、氧化镧3-5、改性废弃PVC基活性炭110-120、古马隆树脂1-2、过氧化二异丙苯1-2；
所述改性废弃PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成：硫酸钠2-3、硫酸铝钾1-2、电气石2-3、氨丙基三乙氧基硅烷2-3、硬脂酸钙1-2、氮化铝粉1-2、氧化石墨烯1-2、废弃PVC材料400-500、氢氧化钙15-25、20%的硫酸30-50；制备方法是将废弃PVC材料破碎、筛分后得到粒径在5-10mm的粒料，将所得粒料和氢氧化钙通入炭化炉中，通入预热至300°C的水蒸气，迅速升高温度至800-900°C进行炭化、活化，冷却至常温后加到20%的硫酸中，于60-70°C下反应3-5小时，再用去离子水洗涤至中性，和氨丙基三乙氧基硅烷及其余剩余的物质混合加热至70-90°C搅拌反应30-50分钟，干燥后研磨即可。
本发明所述一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，由以下步骤具体制成：
（1）将古马隆树脂、三氯甲烷和改性废弃PVC基活性炭混合搅拌均匀，加热至50-60°C，形成浆料，喷雾干燥后备用；
（2）将步骤（1）的产物和过氧化二异丙苯及其余剩余物质混合研磨，研磨后置于管式炉中，通入纯氨气，在400-600°C温度下退火处理2-4小时，得到氮包覆的废弃PVC基复合电极材料。
本发明的优点是：本发明利用废弃的PVC制备电极材料活性炭，具有比表面积大、导电率高等优点，对资源合理化利用，解决环境污染的问题，添加的镍纤维降低了复合材料之间的相互排斥力，减小分布容积，提高电极材料的振实密度，增强导电性，添加的氧化镧促进电化学可逆反应的进行，提高了伏安循环性能和充放电速率的作用。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：三氧化二锰2、三氯甲烷13、白炭黑1、镍纤维3、纳米碳酸锰1、氧化镧4、改性废弃PVC基活性炭110、古马隆树脂1、过氧化二异丙苯1；
所述改性废弃PVC基活性炭是由下列重量份（公斤）的原料制成：硫酸钠2、硫酸铝钾1、电气石2、氨丙基三乙氧基硅烷2、硬脂酸钙1、氮化铝粉2、氧化石墨烯2、废弃PVC材料500、氢氧化钙20、20%的硫酸45；制备方法是将废弃PVC材料破碎、筛分后得到粒径在5-10mm的粒料，将所得粒料和氢氧化钙通入炭化炉中，通入预热至300°C的水蒸气，迅速升高温度至800-900°C进行炭化、活化，冷却至常温后加到20%的硫酸中，于60-70°C下反应3-5小时，再用去离子水洗涤至中性，和氨丙基三乙氧基硅烷及其余剩余的物质混合加热至70-90°C搅拌反应30-50分钟，干燥后研磨即可。
本发明所述一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，由以下步骤具体制成：
（1）将古马隆树脂、三氯甲烷和改性废弃PVC基活性炭混合搅拌均匀，加热至50-60°C，形成浆料，喷雾干燥后备用；
（2）将步骤（1）的产物和过氧化二异丙苯及其余剩余物质混合研磨，研磨后置于管式炉中，通入纯氨气，在400-600°C温度下退火处理2-4小时，得到氮包覆的废弃PVC基复合电极材料。
以实施例中的电极材料和导电剂、粘结剂按照比例混合，加入少量的无水乙醇混合均匀，均匀涂抹在不锈钢网集流体上真空干燥，以饱和甘汞电极为参比电极，聚四氟乙烯为隔膜，以6mol/l的KOH电解质水溶液为电解液，在1.2-2.5V的范围内，在恒流（5mA）下进行循环测试，容量：1.72F，内阻：1.6Ω·m，循环容量保持率（%）：98.4。
Claims (2)
1.一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：三氧化二锰1-2、三氯甲烷8-15、白炭黑1-2、镍纤维2-4、纳米碳酸锰1-2、氧化镧3-5、改性废弃PVC基活性炭110-120、古马隆树脂1-2、过氧化二异丙苯1-2；
所述改性废弃PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成：硫酸钠2-3、硫酸铝钾1-2、电气石2-3、氨丙基三乙氧基硅烷2-3、硬脂酸钙1-2、氮化铝粉1-2、氧化石墨烯1-2、废弃PVC材料400-500、氢氧化钙15-25、20%的硫酸30-50；制备方法是将废弃PVC材料破碎、筛分后得到粒径在5-10mm的粒料，将所得粒料和氢氧化钙通入炭化炉中，通入预热至300°C的水蒸气，迅速升高温度至800-900°C进行炭化、活化，冷却至常温后加到20%的硫酸中，于60-70°C下反应3-5小时，再用去离子水洗涤至中性，和氨丙基三乙氧基硅烷及其余剩余的物质混合加热至70-90°C搅拌反应30-50分钟，干燥后研磨即可。
2.根据权利要求1所述一种改性废弃PVC基活性炭负载氧化镧复合电极材料，其特征在于，由以下步骤具体制成：
（1）将古马隆树脂、三氯甲烷和改性废弃PVC基活性炭混合搅拌均匀，加热至50-60°C，形成浆料，喷雾干燥后备用；
（2）将步骤（1）的产物和过氧化二异丙苯及其余剩余物质混合研磨，研磨后置于管式炉中，通入纯氨气，在400-600°C温度下退火处理2-4小时，得到氮包覆的废弃PVC基复合电极材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150715 |