CN108751194A - 一种活性炭的制备方法 - Google Patents

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包志军
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/354—After-treatment

Abstract

本发明提供一种活性炭的制备方法，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，改性活性炭与对苯二酚溶液混合，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，最后用对苯二酚溶液处理，活性炭表面含氧官能团去除率高，具有较大的比表面积。

Description

一种活性炭的制备方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭的制备方法，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，目前高比表面积活性炭的制备方法通常采用强碱活化法和金属催化高温水蒸气活化法，反应均是在有氧气氛下进行的，但这样会导致活性炭表面产生了大量的含氧官能团。这些化学基团在电极充放电过程中会发生析氧、析氢等不可逆副反应，导致电容器的电容量衰减快、循环次数低。
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，提供一种降低活性炭表面含氧官能团的活性炭制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种活性炭的制备方法，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；
步骤三：将步骤二得到改性活性炭与对苯二酚溶液混合，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，所述对苯二酚溶液的浓度为10～30wt％。
步骤三中，所述对苯二酚溶液与改性活性炭的混合质量比为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，最后用对苯二酚溶液处理，活性炭表面含氧官能团去除率高，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；将对苯二酚配制成25wt％的水溶液，取改性活性炭与对苯二酚水溶液以混合比1:6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，制备得到的活性炭比表面积为2243.31m2/g，表面化学基团较改性活性炭的去除率达到99％。
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；将对苯二酚配制成10wt％的水溶液，取改性活性炭与对苯二酚水溶液以混合比1:8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，制备得到的活性炭比表面积为1867.41m2/g，表面化学基团的去除率达到94％。
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；将对苯二酚配制成30wt％的水溶液，取改性活性炭与对苯二酚水溶液以混合比1:4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，制备得到的活性炭比表面积为1972.31m2/g，表面化学基团的去除率达到95％。
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；将对苯二酚配制成25wt％的水溶液，取改性活性炭与对苯二酚水溶液以混合比1:6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，制备得到的活性炭比表面积为2132.71m2/g，表面化学基团的去除率达到96％。
本发明提供了一种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溶液中浸泡处理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；
步骤三：将步骤二得到改性活性炭与对苯二酚溶液混合，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所述的一种活性炭的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述对苯二酚溶液的浓度为10～30wt％。
6.根据权利要求1所述的一种活性炭的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述对苯二酚溶液与改性活性炭的混合质量比为4～8:1。
7.根据权利要求1所述的一种活性炭的制备方法，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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