CN107635639B - 制作方法 - Google Patents

制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107635639B
CN107635639B CN201680026952.8A CN201680026952A CN107635639B CN 107635639 B CN107635639 B CN 107635639B CN 201680026952 A CN201680026952 A CN 201680026952A CN 107635639 B CN107635639 B CN 107635639B
Authority
CN
China
Prior art keywords
active carbon
electrode
mixture
weight
carbon particle
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201680026952.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107635639A (zh
Inventor
埃迪普·巴伊拉姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN107635639A publication Critical patent/CN107635639A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107635639B publication Critical patent/CN107635639B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2055—Carbonaceous material
    • B01D39/2058—Carbonaceous material the material being particulate
    • B01D39/2062—Bonded, e.g. activated carbon blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28026—Particles within, immobilised, dispersed, entrapped in or on a matrix, e.g. a resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3035—Compressing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes

Abstract

利用本发明，提供了用于包含活性炭的电极的制作方法。所述制作方法包括以下步骤：混合按重量计5‑90％的活性炭颗粒和按重量计5‑90％的热塑性塑料粉末；将按重量计3‑10％的水加入所述混合物；加热含水混合物至135‑145℃；在所述温度下搅拌加热的混合物持续预定时间段；将热混合物倒入模具并在500‑2000巴的压力下将其压制从而产生电极；从模具除去产生的电极从而使其冷却。

Description

制作方法
技术领域
本发明涉及包含颗粒活性炭的用于电吸附应用的电极的制作方法。
背景技术
活性炭是经济材料，其是通过在高温下有机物质的热解所获得并具有非常高的表面积以及是导电的。主要以粉末或颗粒形式来产生活性炭。活性炭可以用作在电吸附(电吸着)过程中的电极，用于污水处理或电荷存储(即，在电容器中)。电吸附通常被定义为在带电固体的表面上的电流或电位诱导吸附。用非常低的电流(0.5-2.0mA)或电位(0.5-1.5V)来进行充电。电吸附的容量取决于用作电极的材料的电化学表面积和导电性。另一方面，只有当它们采取具有整体结构的形式的电极时，活性炭才可以用于电吸附应用。
为了将活性炭形成为整体结构，在现有技术中使用了分层结构。为了产生这样的结构，使粉状活性炭与特定的交联树脂和/或聚合物粘合剂混合并压在载体材料(携带材料，负载材料，carrying material)上。因而，在载体上形成活性炭层。因为树脂扩散进入粉状活性炭的孔，所以通过这种方法所得到的电极的表面积和机械强度较低。此外，由于粘合剂的使用，它们的成本教导。为了聚合树脂以增加机械强度，使用了化学过程，其会降低电极的电导率。此外，如果获得的电极用于流动系统，则它们会造成在系统中压力降低的问题。
在现有技术中，US6770736B1披露了活性炭过滤器的生产，其中通过混合粒状活性炭与具有5μm至300μm的颗粒尺寸的聚乙烯粉末以及在高温下烧结。然而，由于在所述应用中烧结的使用，在活性炭颗粒之间的间隙被填充。这导致在产生的过滤器中活性炭的减小的表面积。
发明内容
利用本发明，提供了用于包含活性炭的电极的制作方法。所述制作方法包括以下步骤：混合按重量计5-90％的活性炭颗粒和按重量计5-90％的热塑性塑料粉末；将按重量计3-10％的水加入所述混合物；加热含水混合物至135-145℃；在所述温度下搅拌加热的混合物持续预定时间段；将热混合物倒入模具并在500-2000巴的压力下将其压制以产生电极；从模具除去产生的电极以使其冷却。
在根据本发明的制作方法中，因为加热活性炭颗粒、热塑性塑料和水的混合物至135-145℃，所以会防止热塑性塑料流化和填充在活性炭颗粒之间的间隙。此外，由于在混合物中的水，不仅使得混合物是均匀的，而且混合物被均匀加热。以这种方式，会达到产生为整体结构的电极的活性炭的高表面积。
发明目的
本发明的一个目的是提供用于包含活性炭颗粒的电极的制作方法。
本发明的另一个目的是提供用于具有高表面积的电极的制作方法。
具体实施方式
活性炭是这样的材料，其具有高表面积以及其主要用于吸附过程并且一般为粉末/颗粒形式。在电吸附应用中，活性炭用作电极。如果活性炭用作电极，它必须具有整体结构。在整体活性炭的常规制作方法中，当结合活性炭颗粒时，会减小活性炭的表面积。活性炭的表面积的减小导致在其中活性炭用作电极的应用中效率下降。因此，利用本发明，提供了包含活性炭颗粒并具有高表面积的电极的制作方法。
根据本发明的制作方法包括以下步骤：混合按重量计5-90％(优选85％)的活性炭颗粒和按重量计5-90％(优选15％)的热塑性塑料(即，聚乙烯)粉末；将按重量计3-10％(优选5％)的水加入所述混合物；加热含水混合物至135-145℃(优选140℃)；在所述温度下搅拌加热的混合物持续预定时间段；将热混合物倒入模具并在500-2000巴(优选800巴)的压力下将其压制以产生电极；从模具除去产生的电极以使其冷却。
在根据本发明的制作方法中，因为所述热塑性塑料与粉状活性炭颗粒和水混合，所以使得混合物均匀的。通过加热混合物至135-145℃，在混合物中的粉状热塑性塑料熔化并采取液体形式。因为所述温度是低于145℃，所以液体形式的热塑性塑料保持处于粘稠形式。因而，不允许热塑性塑料渗入在活性炭颗粒之间的所有间隙以致它不会降低在产生的电极中的活性炭表面积。另外，在混合物中的水确保：混合物是均匀的，并且在所述温度下的搅拌期间，它还蒸发以允许均匀加热混合物。在根据本发明的电极制作方法中，因为活性炭颗粒没有结合(粘合，bound)到载体上并且没有被烧结，所以增加了在产生的电极中的活性炭的表面积。
在本发明的说明性实施方式中，所述活性炭颗粒的尺寸在0.5-1.5mm的范围内。在另一种说明性实施方式中，所述热塑性塑料粉末的尺寸在0.1-0.5mm的范围内。所述尺寸是多种多样的，其基于待产生的电极的物理特性(即，电导率和碘指数)。在本发明的优选实施方式中，所述制作方法包括以下步骤：在混合活性炭颗粒和热塑性塑料粉末的步骤之前，使活性炭颗粒和热塑性塑料粉末成为所需尺寸。优选通过使用筛子来使活性炭颗粒和热塑性塑料粉末成为所需尺寸。在说明性实施方式中，使活性炭颗粒过筛并分为两组：0.5-1mm和1-1.5mm。类似地，使所述热塑性塑料粉末过筛并分为两组：0.1-0.315mm和0.315-0.5mm。基于待产生的电极的物理特性，待彼此混合的活性炭颗粒和热塑性塑料粉末的尺寸可以有所不同。在说明性实施方式中，可以将0.5-1mm的活性炭颗粒和0.1-0.315mm的热塑性塑料粉末、0.5-1mm的活性炭颗粒和0.315-0.5mm的热塑性塑料粉末、1-1.5mm的活性炭颗粒和0.1-0.315mm的热塑性塑料粉末、1-1.5mm的活性炭颗粒和0.315-0.5mm的热塑性塑料粉末混合在一起。以这种方式，获得的电极具有所期望的物理特性。
在根据本发明的电极制作方法中，可以基于待产生的电极的形状和尺寸来选择所述模具。在说明性实施方式中，所述模具可以是圆柱形、椭圆形或棱柱形。
在根据本发明的制作方法中，因为加热活性炭颗粒、热塑性塑料和水的混合物至135-145℃，所以会防止热塑性塑料流化和填充在活性炭颗粒之间的间隙。此外，由于在混合物中的水，不仅使得混合物是均匀的，而且均匀加热混合物。以这种方式，会达到产生为整体结构的电极的活性炭的高表面积。

Claims (8)

1.一种包含活性炭的电极的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
-将按重量计5-90％的活性炭颗粒与按重量计5-90％的热塑性塑料粉末混合；
-将按重量计3-10％的水加入所述混合物；
-将含水混合物加热至135-145℃；
-在所述温度下搅拌所加热的混合物持续预定时间段；
-将热混合物倒入模具并在500-2000巴的压力下将其压制从而产生电极；
-从所述模具除去所产生的电极从而使其冷却，
其中所有重量百分数都是基于最终电极的总重量。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述热塑性塑料是聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在将活性炭颗粒与热塑性塑料粉末混合的步骤中，活性炭颗粒是按重量计85％。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在将活性炭颗粒与热塑性塑料粉末混合的步骤中，热塑性塑料粉末是按重量计15％。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在将水加入混合物的步骤中，水是按重量计5％。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在加热混合物的步骤中，温度是140℃。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在将所述热混合物倒入所述模具并将其压制的步骤中，所述压力是800巴。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：在将所述活性炭颗粒与所述热塑性塑料粉末混合的步骤之前，使所述活性炭颗粒和热塑性塑料粉末成为所需尺寸。
CN201680026952.8A 2015-05-20 2016-05-20 制作方法 Expired - Fee Related CN107635639B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2015/06031 2015-05-20
TR201506031 2015-05-20
PCT/TR2016/000073 WO2016186596A2 (en) 2015-05-20 2016-05-20 A production method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107635639A CN107635639A (zh) 2018-01-26
CN107635639B true CN107635639B (zh) 2019-04-09

Family

ID=56507799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680026952.8A Expired - Fee Related CN107635639B (zh) 2015-05-20 2016-05-20 制作方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20190127238A1 (zh)
EP (1) EP3297958B1 (zh)
JP (1) JP6373515B1 (zh)
CN (1) CN107635639B (zh)
ES (1) ES2726893T3 (zh)
IL (1) IL254917B (zh)
TR (1) TR201908583T4 (zh)
WO (1) WO2016186596A2 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1351822A (zh) * 2001-11-02 2002-06-05 崔树萍 一种渗透过滤材料以及该材料的制备方法和用途
CN101970359A (zh) * 2007-12-14 2011-02-09 荷兰联合利华有限公司 用于电容性消电离的电极

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2797443A (en) * 1954-09-17 1957-07-02 Monsanto Chemicals Process of making foamed resins
JPS60200462A (ja) * 1984-03-23 1985-10-09 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池用電極基板の製造方法
US4619948A (en) * 1985-01-07 1986-10-28 Twin Rivers Engineering Composite active filter material
JP2830254B2 (ja) * 1989-12-28 1998-12-02 いすゞ自動車株式会社 電気二重層コンデンサに使用する分極性電極の製造方法
JPH04167510A (ja) * 1990-10-31 1992-06-15 Isuzu Motors Ltd 分極性電極の製造方法
US5578373A (en) * 1990-11-01 1996-11-26 Nippon Oil Co., Ltd. Split polyethylene stretched material and process for producing the same
JP3302443B2 (ja) * 1993-05-17 2002-07-15 関西熱化学株式会社 平板形状の通液型電気二重層コンデンサおよびそれを用いた液体の処理方法
JP3267779B2 (ja) * 1993-12-08 2002-03-25 大阪瓦斯株式会社 電気化学的殺菌装置とそれを用いた殺菌方法
GB2337150B (en) * 1998-05-07 2000-09-27 Nat Power Plc Carbon based electrodes
DE19844167A1 (de) 1998-09-25 2000-04-06 Ticona Gmbh Aktivkohlefilter
JP2001185462A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Daido Steel Co Ltd 固体活性炭電極の製造方法
US8974965B2 (en) * 2008-03-24 2015-03-10 Zeon Corporation Electrodes for a lead acid battery and the use thereof
WO2010150534A1 (ja) * 2009-06-23 2010-12-29 クラレケミカル株式会社 通液型キャパシタ、脱イオン水の製造方法、及び脱イオン水製造装置
US20150307373A1 (en) * 2012-12-11 2015-10-29 Conopco, Inc., D/B/A Unilever Impregnated electrode for capacitive deionisation, process for preparing it and apparatus employing the electrodes
JP6760065B2 (ja) * 2014-07-22 2020-09-23 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子の製造方法、電気化学素子電極の製造方法及び電気化学素子の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1351822A (zh) * 2001-11-02 2002-06-05 崔树萍 一种渗透过滤材料以及该材料的制备方法和用途
CN101970359A (zh) * 2007-12-14 2011-02-09 荷兰联合利华有限公司 用于电容性消电离的电极

Also Published As

Publication number Publication date
CN107635639A (zh) 2018-01-26
US20190127238A1 (en) 2019-05-02
WO2016186596A3 (en) 2017-01-12
EP3297958B1 (en) 2019-03-13
ES2726893T3 (es) 2019-10-10
IL254917A (en) 2018-01-01
EP3297958A2 (en) 2018-03-28
WO2016186596A2 (en) 2016-11-24
JP6373515B1 (ja) 2018-08-15
TR201908583T4 (tr) 2019-07-22
IL254917B (en) 2018-04-30
JP2018525769A (ja) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103943380B (zh) 碳多孔电极的制备方法
KR101381483B1 (ko) 비열용융성 입상 페놀 수지 및 그 제조 방법, 그리고 열경화성 수지 조성물, 반도체용 밀봉재 및 반도체용 접착제
JP5025126B2 (ja) 導電性フェノール樹脂複合材料、導電性フェノール樹脂複合材料の製造方法、導電性複合炭化材料、導電性樹脂組成物、二次電池用電極、電極用炭素材料、電気二重層キャパシタ分極性電極
CN106395814A (zh) 一种电容去离子设备专用活性炭电极块的制备方法
CN105940527A (zh) 制备电极组合物或具有磁特性的组合物的方法、通过该方法获得的混合物和组合物、及该电极
CN104201388B (zh) 复合锂离子电池负极材料的制备方法及石油树脂在制备方法中的应用
CN104528897B (zh) 一种抗菌炭棒及其制作方法
CN105161671A (zh) 一种锡碳复合负极材料的制备方法
CN105949725A (zh) 一种环氧树脂基高介电复合材料及其制备方法
JP4912587B2 (ja) 複合炭化材料の製造方法
CN106463726A (zh) 包含碳添加剂的电极组合物
CN106104858A (zh) 用于在电场下的聚合物原纤化的方法和设备
CN106115693A (zh) 一种复合型酚醛树脂基活性炭及其制备方法、超级电容器
CN103956496A (zh) 一种锂离子电池负极活性材料及制备方法
CN103642422A (zh) 一种修复性导电胶及其制备方法
CN105551821A (zh) 超级电容器浆料的制备方法
CN107635639B (zh) 制作方法
KR20160033856A (ko) 전도성 필름 및 이의 제조방법
JPWO2003026046A1 (ja) 電池用活物質及びその製造方法
CN109305682A (zh) 一种蜂窝形活性炭材料及其制备方法
JP4523829B2 (ja) カーボンナノファイバ・フェノール樹脂複合炭化材料、導電性樹脂組成物、二次電池用電極、電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素材料、電気二重層キャパシタ分極性電極
KR101993883B1 (ko) 탄소나노튜브를 갖는 실리콘 복합소재, 탄소나노튜브를 활용한 무금속 실리콘 복합소재의 제조방법
CN103272434A (zh) 一种活性炭成型滤芯及其制备方法
EP1503439A3 (en) Process of producing electrode paste and electrode paste composition
JP2008120856A (ja) フェノール樹脂の製造方法、フェノール樹脂、レジンコーテッドサンド、フェノール樹脂炭化材料、導電性樹脂組成物、二次電池用電極、電極用炭素材料、医薬用吸着剤、電気二重層キャパシタ分極性電極

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190409

Termination date: 20210520