CN105731452A - 一种活性炭电极材料及其制备方法与应用 - Google Patents
一种活性炭电极材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105731452A CN105731452A CN201610045064.2A CN201610045064A CN105731452A CN 105731452 A CN105731452 A CN 105731452A CN 201610045064 A CN201610045064 A CN 201610045064A CN 105731452 A CN105731452 A CN 105731452A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomass
- active carbon
- absorbent charcoal
- activated carbon
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title abstract description 22
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 60
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 27
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 27
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 3
- 241001474374 Blennius Species 0.000 claims description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000319 transition metal phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 abstract description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 abstract 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 abstract 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/34—Carbon-based characterised by carbonisation or activation of carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种活性炭电极材料及其制备方法与应用，1)混合液制备：配制活化剂溶液，与生物质直接脱氧液化得到的生物炭混合并搅拌，再将混合液烘干，得混合料；2)活化过程：将得到的混合料置于管式电阻炉中，在氮气保护下活化；3)酸洗过程：冷却后的活化生物炭分别用盐酸和去离子水清洗至中性，将产物真空干燥，得所需的活性炭材料；4)活性炭电极制备：将所制备的活性炭样品粉碎至10～30μm，按活性炭：PTEF：乙炔炭黑＝7～9:1:1的比例，与溶剂混合后干燥，压成80～150μm的薄片，然后真空干燥，得到所要制备的电极材料。所制得的多孔活性炭材料比表面积大、比电容大、循环稳定性好，在超级电容器用电极材料领域有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于超级电容器电极材料制备技术领域，具体涉及一种活性炭电极材料及其制备方法与应用。
背景技术
在社会经济迅速发展，资源日渐短缺的今天，新型储能元件超级电容器得到快速发展，很好地弥补了电池和燃料电池功率低、耐大电流充放电性能差和传统电容器储能密度小的缺点，在新能源汽车、移动通讯和航空航天等领域的应用越来越受到人们的关注。因此，电化学电容器的研究已经成为新型储能元件研究的热点，而电极材料是决定电化学电容器性能的关键因素。在超级电容器的各种电极材料中，价格低廉的活性炭材料是应用最广泛的一类。炭材料具有优良的导热和导电性能，其密度低、抗化学腐蚀性能好、热膨胀系数小、弹性模量不高，故被广泛用于电化学领域作电极材料。公开号为CN101423210A的专利公开了一种用生物质材料为原料的极性电极用活性炭的制造方法；公开号为CN102205963A的专利公开了一种将生物质水解后的糖酸溶液进行缩聚炭化制备超级电容器用活性炭的方法；公开号为CN104167301A的专利公开了一种碳化浒苔制备超级电容器电极材料的方法；刘军利等人(林产化学与工业,2005,25:69-72)报道了以核桃壳为原料制备双电层电容器用活性炭的方法；白翔等人(炭素技术,2009,28(1):9-13)研究了竹炭基超级电容器电极材料的制备和电化学性质。这些方法直接利用生物质为原料进行不同程度的炭化制备活性炭电极材料，炭化工艺时间长、产量低、炭化不均匀、稳定性差且制得的活性炭存在比表面积小、比电容量低等缺点。
生物质直接脱氧液化生物炭是生物质直接脱氧液化技术(ZL201210447287.3)制备液体燃油的联产固体产物。直接脱氧液化反应是将生物质放入高温高压设备中，添加适宜的催化剂，在一定的脱氧工艺条件下反应，能获得高热值的液态燃油和含碳量很高的固体残渣—生物炭。在此过程中生物质经历了前期的高温高压液化阶段，又经历了第二阶段的常压高温蒸馏阶段，因此产生的生物炭不含焦油，颗粒均匀。
目前，这种固体产物一般直接用作吸附剂和土壤改良剂，国内外尚未见对固体产物进行改性制得可直接用于制备超级电容器的活性炭材料，也没有生物质直接脱氧液化生物炭为原料制备超级电容器电极材料的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的弊端，提供一种活性炭电极材料及其制备方法与应用，将生物质直接脱氧液化生物炭进行简单的加工处理，可以制得高比电容量(>200F/g)的活性炭电极材料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种活性炭材料，由生物质直接液化得到的生物炭经过活化、酸洗制备而成；生物质直接液化制得生物炭的方法，包括如下步骤：首先将生物质粉碎，在生物质粉末中加入水和催化剂得到混合物，将混合物放入密闭的反应釜中，进行加热反应，将反应产物进行常压蒸馏，剩余的固体残渣即为生物质直接液化得到的生物炭。
优选的，所述活化使用的活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、磷酸、过渡金属磷酸盐中的一种。
活化剂的加入可使活性炭比表面积增大，在氢氧化钾活化过程中，具有脱水与侵蚀作用，使得原料中的有机结构破坏，产生更多的微孔和中孔。
优选的，活化剂与生物炭的质量比为3-8:1。
优选的，所述生物质为农作物秸秆、锯末、树枝或海藻类生物质。
进一步优选的，生物质与活化剂进行混合后得到混合液，再将混合料烘干，得到混合料，烘干的温度为100-150℃，干燥的时间为10-20h。
优选的，所述活化为在惰性气体保护下，在600-900℃活化1-3h。
生物炭上的活性点碳原子与氢氧化钾反应需要较高的活化能，温度较低和活化时间较短时，活性点上的碳原子不能充分与氢氧化钾反应，从而生成的微孔量少，升高温度和加长活化时间，能使更多的活性点参与反应，使得微孔数量明显增加，但与氢氧化钾反应的活性点有一定的数量范围，当超过一定时间后，继续延长时间，导致原先已生成的微孔进一步与氢氧化钾反应，从而改变孔结构，在达到最大吸附值后，再延长活化时间也会增加灰分的含量。
优选的，所述酸洗为使用盐酸洗涤后，再使用水将活性炭洗涤至中性，盐酸的浓度为5-10％。
上述活性炭材料在制备活性炭电极中的应用。
一种活性炭电极，由以下重量份的组分制成：所述活性炭材料7-9份，PTEF0.8-1.2份，乙炔炭黑0.8-1.2份。
优选的，所述活性炭电极的厚度为80-150μm。
优选的，所述活性炭电极的比表面积为400-850m2/g，比电容量为220-379F/g。
上述活性炭电极的制备方法，包括如下步骤：
将所述活性炭材料粉碎后，与PTEF和乙炔炭黑按照活性炭材料7-9份，PTEF0.8-1.2份，乙炔炭黑0.8-1.2份的配比，用溶剂调和，混匀后干燥，压制后，即得目标活性炭电极。
优选的，所述活性炭材料粉碎后的粒径为10-30μm。将活性炭材料进行粉碎后，可以使活性炭材料混合更加均匀，而且易于成型。
优选的，所述干燥为真空干燥，真空干燥的温度为60-80℃，干燥时间为10-20h。
优选的，所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃或二甲基甲酰胺。
一种超级电容器，包括所述活性炭电极。
本发明的有益技术效果为：
1、本发明的活性炭材料是利用生物质直接脱氧液化中的固体产物，将固体产物进行活化和酸化制得，制得的活性炭材料不含焦油，比表面积大，而且具有一定的电化学性能，是一种很好的制备电极的活性炭材料。本发明进行废物利用，大大提高了固体产物的经济价值。
2、本发明利用生物质直接脱氧液化固体产物生物炭为原料制备活性炭电极材料，与以生物质为原料直接制备活性炭相比，节省了第一段炭化的能量，同时联产液体燃油，不仅获得了生物质的资源化利用，还可明显增加生物炭的附加值，提高直接脱氧液化过程的经济效益。
3、使用本方法所制得的多孔活性炭材料比表面积大、比电容大、循环稳定性好，在超级电容器用电极材料领域有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
将玉米秸秆进行直接脱氧液化反应，制得生物炭，将生物炭与活化剂KOH按质量比1:3混合搅拌，再将混合液在120℃烘干，得混合料；将得到的混合料置于管式电阻炉中，在氮气保护下升温至700℃活化2小时；冷却后的活化生物炭分别用盐酸和去离子水清洗至中性，将产物在60℃下真空干燥，即得所需的活性炭材料。将所得活性炭样品粉碎至30μm，按活性炭：PTEF：乙炔炭黑＝8:1:1的比例，用溶剂调和，在混合机中均匀混合后干燥，用压片机或滚筒式碾压机压成100μm的薄片，然后在60℃下真空干燥12小时，得到所要制备的电极材料，测得比表面积为550m2/g，比电容量达253F/g。
实施例2
将绿藻浒苔进行直接脱氧液化反应，制得生物炭，将生物炭与活化剂KOH按质量比1:4混合搅拌，再将混合液在150℃烘干，得混合料；将得到的混合料置于管式电阻炉中，在氮气保护下升温至800℃活化2小时；冷却后的活化生物炭分别用盐酸和去离子水清洗至中性，将产物在80℃下真空干燥，即得所需的活性炭材料。将所得活性炭样品粉碎至20μm，按活性炭：PTEF：乙炔炭黑＝8:1:1的比例，用溶剂调和，在混合机中均匀混合后干燥，用压片机或滚筒式碾压机压成150μm的薄片，然后在60℃下真空干燥15小时，得到所要制备的电极材料，测得比表面积为506m2/g，比电容量达246F/g。
实施例3
将木屑进行直接脱氧液化反应，制得生物炭，将生物炭与活化剂H3PO4按质量比1:5混合搅拌，再将混合液在150℃烘干，得混合料；将得到的混合料置于管式电阻炉中，在氮气保护下升温至900℃活化2小时；冷却后的活化生物炭分别用盐酸和去离子水清洗至中性，将产物在80℃下真空干燥，即得所需的活性炭材料。将所得活性炭样品粉碎至20μm，按活性炭：PTEF：乙炔炭黑＝8:1:1的比例，用溶剂调和，在混合机中均匀混合后干燥，用压片机或滚筒式碾压机压成150μm的薄片，然后在60℃下真空干燥10小时，得到所要制备的电极材料，测得比表面积为727m2/g，比电容量达351F/g。
实施例4
将玉米芯进行直接脱氧液化反应，制得生物炭，将生物炭与活化剂NaOH按质量比1:6混合搅拌，再将混合液在120℃烘干，得混合料；将得到的混合料置于管式电阻炉中，在氮气保护下升温至700℃活化2小时；冷却后的活化生物炭分别用盐酸和去离子水清洗至中性，将产物在70℃下真空干燥，即得所需的活性炭材料。将所得活性炭样品粉碎至20μm，按活性炭：PTEF：乙炔炭黑＝8:1:1的比例，用溶剂调和，在混合机中均匀混合后干燥，用压片机或滚筒式碾压机压成120μm的薄片，然后在60℃下真空干燥12小时，得到所要制备的电极材料，测得比表面积为829m2/g，比电容量达379F/g。
实施例5
将褐藻海带进行直接脱氧液化反应，制得生物炭，将生物炭与活化剂KOH按质量比1:7混合搅拌，再将混合液在150℃烘干，得混合料；将得到的混合料置于管式电阻炉中，在氮气保护下升温至800℃活化2小时；冷却后的活化生物炭分别用盐酸和去离子水清洗至中性，将产物在80℃下真空干燥，即得所需的活性炭材料。将所得活性炭样品粉碎至20μm，按活性炭：PTEF：乙炔炭黑＝8:1:1的比例，用溶剂调和，在混合机中均匀混合后干燥，用压片机或滚筒式碾压机压成120μm的薄片，然后在60℃下真空干燥15小时，得到所要制备的电极材料，测得比表面积为427m2/g，比电容量达241F/g。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种活性炭材料，其特征在于：由生物质直接液化得到的生物炭经过活化、酸洗制备而成，生物质直接液化制得生物炭的方法，包括如下步骤：首先将生物质粉碎，在生物质粉末中加入水和催化剂得到混合物，将混合物放入密闭的反应釜中，进行加热反应，将反应产物进行常压蒸馏，剩余的固体残渣即为生物质直接液化得到的生物炭。
2.根据权利要求1所述的活性炭材料，其特征在于：所述活化使用的活化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、磷酸、过渡金属磷酸盐中的一种；
或活化剂与生物炭的质量比为3-8:1；
或所述生物质为农作物秸秆、锯末、树枝或海藻类生物质；
或生物质与活性剂进行混合后得到混合液，再将混合料烘干，得到混合料，烘干的温度为100-150℃，干燥的时间为10-20h。
3.根据权利要求1所述的活性炭材料，其特征在于：所述活化为在惰性气体保护下，在600-900℃活化1-3h。
4.根据权利要求1所述的活性炭材料，其特征在于：所述酸洗为使用盐酸洗涤后，再使用水将活性炭洗涤至中性，盐酸的浓度为5-10％。
5.权利要求1-4任一所述活性炭材料在制备活性炭电极中的应用。
6.一种活性炭电极，其特征在于：由以下重量份的组分制成：权利要求1-4任一所述活性炭材料7-9份，PTEF0.8-1.2份，乙炔炭黑0.8-1.2份。
7.根据权利要求6所述的活性炭电极，其特征在于：活性炭电极的厚度为80-150μm；
比表面积为400-850m2/g，比电容量为220-379F/g。
8.权利要求6或7所述活性炭电极的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将权利要求1-4任一所述活性炭材料粉碎后，与PTEF和乙炔炭黑按照活性炭材料7-9份，PTEF0.8-1.2份，乙炔炭黑0.8-1.2份的配比，用溶剂调和，混匀后干燥，压制后，即得目标活性炭电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：权利要求1-4任一所述活性炭材料粉碎后的粒径为10-30μm；
或所述干燥为真空干燥，真空干燥的温度为60-80℃，干燥时间为10-20h；
或所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃或二甲基甲酰胺。
10.一种超级电容器，其特征在于：包括权利要求6或7所述的活性炭电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610045064.2A CN105731452A (zh) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | 一种活性炭电极材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610045064.2A CN105731452A (zh) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | 一种活性炭电极材料及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105731452A true CN105731452A (zh) | 2016-07-06 |
Family
ID=56246483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610045064.2A Pending CN105731452A (zh) | 2016-01-22 | 2016-01-22 | 一种活性炭电极材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105731452A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106098407A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-09 | 华中农业大学 | 一种利用食用菌培养基废弃物制备超级电容器多孔碳电极材料的方法 |
| CN106532049A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 陕西科技大学 | 一种多孔结构钠离子电池碳电极材料的制备方法 |
| CN106683899A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-05-17 | 扬州大学 | 超级电容器电极材料用生物质碳的制备方法及其应用 |
| CN106698607A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-05-24 | 盐城工学院 | 改性生物炭基电极及其制备方法 |
| CN106744790A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 陕西科技大学 | 一种生物碳电极材料及其制备方法 |
| CN106952746A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-07-14 | 潍坊正远粉体工程设备有限公司 | 活性炭电极材料制备方法及氧化锰/活性炭复合电极材料制备方法 |
| CN109467082A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-15 | 济南大学 | 一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法 |
| CN111977650A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 陕西中医药大学 | 利用苹果修剪废枝制备的超级电容炭及制备方法和应用 |
| CN112194130A (zh) * | 2019-07-08 | 2021-01-08 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 生物质活性炭、电极及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009113982A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-09-17 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Process and apparatus for hydrogen and carbon production via carbon aerosol-catalyzed dissociation of hydrocarbons |
| CN101735843A (zh) * | 2010-01-19 | 2010-06-16 | 田原宇 | 带有预处理的生物质高压连续塔式液化工艺 |
| CN103406095A (zh) * | 2013-07-16 | 2013-11-27 | 复旦大学 | 一种生物质液化残渣的活化方法及其用途 |
-
2016
- 2016-01-22 CN CN201610045064.2A patent/CN105731452A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009113982A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-09-17 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Process and apparatus for hydrogen and carbon production via carbon aerosol-catalyzed dissociation of hydrocarbons |
| CN101735843A (zh) * | 2010-01-19 | 2010-06-16 | 田原宇 | 带有预处理的生物质高压连续塔式液化工艺 |
| CN103406095A (zh) * | 2013-07-16 | 2013-11-27 | 复旦大学 | 一种生物质液化残渣的活化方法及其用途 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 段敏: "《电动汽车技术》", 30 September 2015 * |
| 王革华等: "《新能源概论》", 31 August 2006 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106098407A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-09 | 华中农业大学 | 一种利用食用菌培养基废弃物制备超级电容器多孔碳电极材料的方法 |
| CN106744790A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 陕西科技大学 | 一种生物碳电极材料及其制备方法 |
| CN106532049A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-22 | 陕西科技大学 | 一种多孔结构钠离子电池碳电极材料的制备方法 |
| CN106532049B (zh) * | 2016-12-27 | 2018-10-23 | 陕西科技大学 | 一种多孔结构钠离子电池碳电极材料的制备方法 |
| CN106683899A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-05-17 | 扬州大学 | 超级电容器电极材料用生物质碳的制备方法及其应用 |
| CN106698607A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-05-24 | 盐城工学院 | 改性生物炭基电极及其制备方法 |
| CN106952746B (zh) * | 2017-03-23 | 2018-09-18 | 潍坊正远粉体工程设备有限公司 | 活性炭电极材料制备方法及氧化锰/活性炭复合电极材料制备方法 |
| CN106952746A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-07-14 | 潍坊正远粉体工程设备有限公司 | 活性炭电极材料制备方法及氧化锰/活性炭复合电极材料制备方法 |
| CN109467082A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-15 | 济南大学 | 一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法 |
| CN109467082B (zh) * | 2018-12-18 | 2022-06-14 | 济南大学 | 一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法 |
| CN112194130A (zh) * | 2019-07-08 | 2021-01-08 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 生物质活性炭、电极及其制备方法和应用 |
| CN111977650A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 陕西中医药大学 | 利用苹果修剪废枝制备的超级电容炭及制备方法和应用 |
| CN111977650B (zh) * | 2020-08-26 | 2021-10-19 | 陕西中医药大学 | 利用苹果修剪废枝制备的超级电容炭及制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105731452A (zh) | 一种活性炭电极材料及其制备方法与应用 | |
| Cheng et al. | Comparison of activated carbons prepared by one-step and two-step chemical activation process based on cotton stalk for supercapacitors application | |
| CN100572270C (zh) | 一种以秸秆制作有机系超级电容器用活性炭材料的方法 | |
| Goldfarb et al. | Biomass-based fuels and activated carbon electrode materials: An integrated approach to green energy systems | |
| CN106517197A (zh) | 超级电容器用氮掺杂多孔碳材料的制备方法 | |
| CN105469999B (zh) | 竹粉为原料制备碳基超级电容器电极材料的方法 | |
| CN106115652B (zh) | 一种b和/或p,n共掺杂紫苏叶多孔碳及其制备方法 | |
| CN107644742A (zh) | 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 | |
| CN102867654B (zh) | 一种用于超级电容器的石墨化活性炭电极材料及制备方法 | |
| CN105489389A (zh) | 碳/镍钴层状双氢氧化物复合材料及其制备方法与应用 | |
| JP7244890B2 (ja) | バイオ油軽質留分ベースのスポンジ状多孔質活性炭、その製造方法、及び使用 | |
| CN104319116B (zh) | 一种超级电容器用微孔炭/石墨烯复合电极材料的制备方法 | |
| CN108439402B (zh) | 一种超级电容器用姜秸秆基活性炭及其制备方法 | |
| CN101177266A (zh) | 一种超级电容器用活性炭电极材料的制备方法 | |
| CN106915744B (zh) | 一种秸秆资源化利用方法 | |
| CN101961644B (zh) | 一种氯化物-碳质骨架复合吸附剂及其制备方法 | |
| CN106348295A (zh) | 核桃壳活性炭的制备方法 | |
| CN102205963A (zh) | 生物质基超级电容器用活性炭的制备方法 | |
| CN104709905A (zh) | 一种利用混合熔盐为活化剂制备超级电容器用活性炭的方法 | |
| CN107958797A (zh) | 一种强碱氨气共活化生物质基活性炭电极材料的制备方法 | |
| CN106966391A (zh) | 基于西瓜皮的生物质多孔炭材料及其制备方法与应用 | |
| Gao et al. | Optimization of high surface area activated carbon production from Enteromorpha prolifra with low-dose activating agent | |
| CN109019598A (zh) | 一种混合生物质制备高比电容的三维多孔碳材料的方法和制成的三维多孔碳材料及其应用 | |
| CN101780954A (zh) | 一种高表面活性炭材料及其制备方法 | |
| CN105752980A (zh) | 一种复合生物基多孔碳材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160706 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |