CN108439405A - 一种改性活性炭的制备方法 - Google Patents

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包志军
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Abstract

本发明提供一种改性活性炭的制备方法，将木质素活性炭在过氧化氢中浸泡处理3～6h，抽滤得到活性碳粉，然后将活性碳粉与强碱溶液混合，在氧化气氛下于550℃～700℃活化2～3h得到改性活性炭前驱体，改性活性炭前驱体与强酸溶液混合，磁力搅拌状态下水浴回流反应5～10h，自然冷却后经过滤、洗涤、即得。本发明方法操作简易，通过过氧化氢进行氧化处理，然后强碱溶液活化，最后用强酸溶液处理，制备得到的改性活性炭孔隙率提高，具有较大的比表面积。

Description

一种改性活性炭的制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性活性炭的制备方法，属于活性炭制备领域。
背景技术
超级电容器从储能机理上面分的话，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器，它是一种新型储能装置，它具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。电极材料是制约超级电容器发展的关键技术，其中碳材料由于具有较大的比表面积、导电性好、孔径可控等优点广泛用于超级电容器中，而碳材料的改性制备研究最为必要。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种增加活性炭比表面积和孔隙率的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种改性活性炭的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将木质素活性炭在过氧化氢中浸泡处理3～6h，抽滤得到活性碳粉；
步骤二：将步骤一得到的碳粉与强碱溶液混合，在氧化气氛下于550℃～700℃活化2～3h得到改性活性炭前驱体；
步骤三：将步骤二得到改性活性炭前驱体与强酸溶液混合，磁力搅拌状态下水浴回流反应5～10h，自然冷却后经过滤、洗涤、即得。
步骤一中，所述过氧化氢溶液的浓度为20～50wt％，所述木质素活性炭与过氧化氢溶液的质量比为1:3～6。
步骤二中，所述强碱溶液为KOH或NaOH，浓度为30～60wt％。
步骤二中，所述强碱溶液与碳粉混合质量比为5～10:1。
步骤三中，所述强酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的一种，浓度为40～70wt％。
步骤三中，所述强酸溶液与改性活性炭前驱体的混合质量比为4～8:1。
步骤三中，所述水浴回流反应的温度为75～90℃。
有益效果：
本申请方法操作简易，通过过氧化氢进行氧化处理，然后强碱溶液活化，最后用强酸溶液处理，制备得到的改性活性炭孔隙率提高，具有较大的比表面积。
具体实施方式
下面通过具体的实施例来说明本发明。
实施例1
将木质素活性炭在40wt％的过氧化氢溶液中浸泡处理5h，木质素活性炭与过氧化氢溶液的质量比为1:5，抽滤得到活性碳粉，取活性碳粉与45wt％的KOH溶液以1:6的质量比混合，在氧化气氛下600℃活化2.5h，得到改性活性炭前驱体；取改性活性炭前驱体与60wt％硫酸溶液以混合比1:5混合，在磁力搅拌速度2000r/min下，85℃水浴回流反应8h，然后自然冷却后经过滤、洗涤、即得。经测定，制备得到的改性活性炭比表面积为2134.14m2/g，孔隙率为73％。
实施例2
将木质素活性炭在20wt％的过氧化氢溶液中浸泡处理6h，木质素活性炭与过氧化氢溶液的质量比为1:6，抽滤得到活性碳粉，取活性碳粉与30wt％的KOH溶液以1:10的质量比混合，在氧化气氛下550℃活化3h，得到改性活性炭前驱体；取改性活性炭前驱体与40wt％盐酸溶液以混合比1:6混合，在磁力搅拌速度2000r/min下，75℃水浴回流反应10h，然后自然冷却后经过滤、洗涤、即得。经测定，制备得到的改性活性炭比表面积为1765.26m2/g，孔隙率为56％。
实施例3
将木质素活性炭在50wt％的过氧化氢溶液中浸泡处理3h，木质素活性炭与过氧化氢溶液的质量比为1:3，抽滤得到活性碳粉，取活性碳粉与60wt％的KOH溶液以1:5的质量比混合，在氧化气氛下700℃活化2h，得到改性活性炭前驱体；取改性活性炭前驱体与70wt％硝酸溶液以混合比1:3混合，在磁力搅拌速度2000r/min下，90℃水浴回流反应5h，然后自然冷却后经过滤、洗涤、即得。经测定，制备得到的改性活性炭比表面积为1879.12m2/g，孔隙率为65％。
实施例4
将木质素活性炭在40wt％的过氧化氢溶液中浸泡处理5h，木质素活性炭与过氧化氢溶液的质量比为1:5，抽滤得到活性碳粉，取活性碳粉与50wt％的KOH溶液以1:8的质量比混合，在氧化气氛下650℃活化2.5h，得到改性活性炭前驱体；取改性活性炭前驱体与60wt％硫酸溶液以混合比1:5混合，在磁力搅拌速度2000r/min下，85℃水浴回流反应8h，然后自然冷却后经过滤、洗涤、即得。经测定，制备得到的改性活性炭比表面积为1937.48m2/g，孔隙率为68％。
本发明提供了一种改性活性炭的制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将木质素活性炭在过氧化氢中浸泡处理3～6h，抽滤得到活性碳粉；
步骤二：将步骤一得到的活性碳粉与强碱溶液混合，在氧化气氛下于550℃～700℃活化2～3h得到改性活性炭前驱体；
步骤三：将步骤二得到改性活性炭前驱体与强酸溶液混合，磁力搅拌状态下水浴回流反应5～10h，自然冷却后经过滤、洗涤、即得。
2.根据权利要求1所述的一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述过氧化氢溶液的浓度为20～50wt％，所述木质素活性炭与过氧化氢溶液的质量比为1:3～6。
3.根据权利要求1所述的一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述强碱溶液为KOH或NaOH，浓度为30～60wt％。
4.根据权利要求1所述的一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述强碱溶液与碳粉混合质量比为5～10:1。
5.根据权利要求1所述的一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述强酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的一种，浓度为40～70wt％。
6.根据权利要求1所述的一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述强酸溶液与改性活性炭前驱体的混合质量比为3～6:1。
7.根据权利要求1所述的一种改性活性炭的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述水浴回流反应的温度为75～90℃。
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