CN111285372A - 一种超级电容器用活性炭的改性方法 - Google Patents
一种超级电容器用活性炭的改性方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111285372A CN111285372A CN202010101337.7A CN202010101337A CN111285372A CN 111285372 A CN111285372 A CN 111285372A CN 202010101337 A CN202010101337 A CN 202010101337A CN 111285372 A CN111285372 A CN 111285372A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- activated carbon
- active carbon
- slurry
- modifying
- glass sheet
- 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 158
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 13
- 238000002715 modification method Methods 0.000 title claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ROCVXEQKCOWTAG-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-sulfanylphenyl)ethyl]benzenethiol Chemical compound C1=CC(S)=CC=C1CCC1=CC=C(S)C=C1 ROCVXEQKCOWTAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 11
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
-
- 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
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- 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
-
- 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
- H01G11/84—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/28—Other inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
- C03C2218/32—After-treatment
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种超级电容器用活性炭的改性方法，包括以下步骤：1)将活性炭进行破碎、筛分、制成浆料；2)将经步骤1)得到的活性炭与掺杂溶液混合均匀得到活性炭浆料；3)将经步骤2)得到的活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上再烘干；4)将经步骤3)涂有活性炭浆料的玻璃片放入低温等离子系统中，在一定气体气氛下，一定真空度下进行等离子体处理；5)将步骤4)得到的改性活性炭清洗、破碎、筛分，得到改性活性炭成品。本发明活性炭改性过程中可同时调控孔径结构、增加活性炭表面官能团和负载金属离子，使活性炭比表面积、质量比容量有所增加，且操作简单、效率高，有利于降低成本、保护环境。
Description
技术领域
本发明属于活性炭材料制备领域，具体涉及一种改性活性炭的制备方法。
背景技术
超级电容器作为一种备受关注的新型绿色储能元件，组成超级电容器的主要部件有外壳、集流体、电极材料、电解液和隔膜。其中最核心的部分就是电极材料，电极材料的优劣直接决定超级电容器的性能。活性炭是超级电容器最早使用的电极材料也是目前唯一实现了商业化应用的超级电容器用电极材料。活性炭材料的孔径分布、空隙分布、表面性质、表面官能团等对超级电容器的性能具有重要的影响，对此可以进行一系列的方法对其进行优化，如通过增大有效比表面积、合理的调控孔径结构、经氧化或还原处理增加活性炭表面官能团、掺杂B、S、P、N和负载金属离子等方法进行表面改性处理。如专利CN110182797A，CN109502583A中采用化学法、树脂交换法对活性炭进行了表面改性，但化学试剂用量大周期长，工艺较繁琐。
等离子体是指气体在外加电场下被击穿产生的电子、离子、分子、原子或自由基的集合体，属于物质存在的“第四态”。等离子体按照能量大小分为低温等离子体和高温等离子体。低温等离子体表面改性技术是一种气、固相干式反应体系，能够直接或间接往材料表面引入官能团，改善材料的润湿性、机械强度、生物相容性及电学性能等。具有不引入其它杂质、不污染环境、易操作、工艺简单等优点。现有等离子体改性采用直接通入氮气等气体对活性炭进行改性，如专利CN107089659B采用射频等离子体法制备酶解木质素基富氮活性炭，该方法仅能对活性炭进行掺氮处理。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供超级电容器用改性活性炭的制备方法，通过低温等离子体对活性炭进行改性。本方法能够在活性炭上负载金属离子及其他改性用离子，从而达到提高改性性能、提高效率的目的，并且由于只使用少量试剂，符合环境保护的需要。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种超级电容器用活性炭的改性方法，包括以下步骤：
1)将活性炭进行破碎、筛分、制成浆料；
2)将经步骤1)得到的活性炭与掺杂溶液混合均匀得到活性炭浆料；
3)将经步骤2)得到的活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上再烘干；
4)将经步骤3)涂有活性炭浆料的玻璃片放入低温等离子系统中，在一定气体气氛下，一定真空度下进行等离子体处理；
5)将步骤4)得到的改性活性炭清洗、破碎、筛分，得到改性活性炭成品。
本发明中，掺杂溶液包括H2O2、O3、HNO3、NH3、硫脲(CH4N2S)、C14H14S2、H2SO4、H3PO4、H3BO3等中的一种或多种。或者掺杂溶液包括含Cu、Ni、Co、Mn等金属离子的水溶液中的一种或多种。
本发明中，通入的气体包括氮气、氨气、氧气、氩气、氢气、H2S、CS2、空气和水蒸气等中的一种或多种；
本发明中，气体流量为范围为10-500SCCM，等离子体处理时真空度为5-50Pa；等离子体处理时功率为20-200W；等离子体处理时处理时间为5-60min。
本发明中，所用的活性炭为生物质活性炭、矿物质活性炭及其他活性炭的一种或几种活性炭的混合物。
本发明中，低温等离子包括高频等离子、射频等离子和微波等离子。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明在活性炭改性过程中通过采用少量的化学试剂，先将活性炭溶解，然后再在一定条件下进行等离子处理，使得活性炭改性过程中可同时调控孔径结构、增加活性炭表面官能团和负载金属离子，使活性炭比表面积增加了1％-25％，质量比容量增加了6％-20％。
(2)本发明在活性炭改性过程中，试剂用量仅为传统化学方法的10％-50％左右，有利于降低成本、保护环境。
(3)本发明的活性炭改性方法，操作简单、效率高。
附图说明
图1改性前后活性炭的等温吸脱附曲线；
图2改性前后活性炭在电流密度为1A/g时的恒流充放电曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
将椰壳基活性炭破碎、过筛后滴加HNO3溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入NH3洗管3次，抽真空至真空度为5Pa，NH3流量为10SCCM，功率20W，处理时间为5min，比表面积从1850m2/g增加至1920m2/g，质量比容量从180F/g增加205F/g。
实施例2
将石油焦活性炭破碎、过筛后滴加HNO3溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入NH3洗管3次，抽真空至真空度为10Pa，NH3和H2O蒸汽流量为50SCCM，功率50W，处理时间为10min，比表面积从1700m2/g增加至1820m2/g，质量比容量从207F/g增加221F/g。
实施例3
将玉米芯基活性炭破碎、过筛后滴加H2O2溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入Ar洗管3次，抽真空至真空度为15Pa，N2和Ar流量为100SCCM，功率150W，处理时间为15min，比表面积从2000m2/g增加至2020m2/g，质量比容量从200F/g增加227F/g。
实施例4
将玉米芯基活性炭破碎、过筛后滴加CuSO4和H3PO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2和O2洗管3次，抽真空至真空度为20Pa，O2流量为50SCCM，功率200W，处理时间为20min，比表面积从2000m2/g增加至2210m2/g，质量比容量从200F/g增加221F/g。
实施例5
将椰壳基活性炭破碎、过筛后滴加H3PO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入NH3洗管3次，抽真空至真空度为25Pa，NH3流量为300SCCM，功率100W，处理时间为25min，比表面积从1850m2/g增加至2000m2/g，质量比容量从180F/g增加210F/g。
实施例6
将石油焦基活性炭破碎、过筛后滴加CuSO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入H2洗管3次，抽真空至真空度为25Pa，H2和N2流量为350SCCM，功率200W，处理时间为30min，比表面积从1700m2/g增加至2210m2/g，质量比容量从207F/g增加227F/g。
实施例7
将沥青基活性炭破碎、过筛后滴加CoSO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入H2洗管3次，抽真空至真空度为25Pa，H2和N2流量为350SCCM，功率200W，处理时间为35min，比表面积从1800m2/g增加至2210m2/g，质量比容量从220F/g增加248F/g。
实施例8
将石油焦基活性炭和沥青基活性炭混合、破碎、过筛后滴加H3BO3溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2洗管3次，抽真空至真空度为30Pa，N2和NH3流量为350SCCM，功率200W，处理时间为40min，比表面积从1900m2/g增加至2220m2/g，质量比容量从212F/g增加229F/g。
实施例9
将石油焦基活性炭和玉米芯基活性炭混合、破碎、过筛后滴加H2SO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2洗管3次，抽真空至真空度为30Pa，N2和O3流量为400SCCM，功率100W，处理时间为50min，比表面积从1920m2/g增加至2210m2/g，质量比容量从207F/g增加226F/g。
实施例10
将石油焦基活性炭破碎、过筛后滴加KMnO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入O2洗管3次，抽真空至真空度为25Pa，O2流量为350SCCM，功率200W，处理时间为25min，比表面积从2000m2/g增加至2100m2/g，质量比容量从207F/g增加231F/g。
实施例11
将玉米芯基活性炭破碎、过筛后滴加Ni(NO3)2、CuSO4和Co(NO3)2溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2洗管3次，抽真空至真空度为20Pa，H2O蒸汽和O2流量为50SCCM，功率200W，处理时间为55min，比表面积从2000m2/g增加至2100m2/g，质量比容量从200F/g增加211F/g。
实施例12
将玉米芯基活性炭和木材基活性炭破碎、过筛后滴加H2SO4和H3PO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2洗管3次，抽真空至真空度为50Pa，H2O蒸汽和O2流量为50SCCM，功率200W，处理时间为60min，比表面积从1800m2/g增加至2010m2/g，质量比容量从198F/g增加221F/g。
实施例13
将玉米芯基活性炭、石油焦基活性炭和木材基活性炭破碎、过筛后滴加H2SO4和H3PO4溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入Ar洗管3次，抽真空至真空度为50Pa，Ar、NH3和O2流量为500SCCM，功率150W，处理时间为45min，比表面积从1900m2/g增加至2310m2/g，质量比容量从201F/g增加224F/g。
实施例14
将石油焦基活性炭、沥青基活性炭和玉米芯基活性炭混合、破碎、过筛后滴加CH4N2S溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2洗管3次，抽真空至真空度为50Pa，N2流量为450SCCM，功率200W，处理时间为60min，比表面积从1920m2/g增加至2110m2/g，质量比容量从217F/g增加239F/g。
实施例15
将石油焦基活性炭、沥青基活性炭和玉米芯基活性炭混合、破碎、过筛后滴加CH4N2S和溶液混合均匀制成活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上，放入50℃烘箱烘干后放入等离子体系统中，通入N2洗管3次，抽真空至真空度为40Pa，N2和Ar流量为500SCCM，功率200W，处理时间为60min，比表面积从1920m2/g增加至2400m2/g。质量比容量从217F/g增加260F/g。
以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将活性炭进行破碎、筛分、制成浆料；
2)将经步骤1)得到的活性炭与掺杂溶液混合均匀得到活性炭浆料；
3)将经步骤2)得到的活性炭浆料均匀的涂覆在玻璃片上再烘干；
4)将经步骤3)涂有活性炭浆料的玻璃片放入低温等离子系统中，在一定气体气氛下，一定真空度下进行等离子体处理；
5)将步骤4)得到的改性活性炭清洗、破碎、筛分，得到改性活性炭成品。
2.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，掺杂溶液包括H2O2、O3、HNO3、NH3、硫脲(CH4N2S)、C14H14S2、H2SO4、H3PO4、H3BO3、中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，掺杂溶液包括含Cu、Ni、Co、Mn金属离子的水溶液中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，气体包括氮气、氨气、氧气、氩气、氢气、H2S、CS2、空气和水蒸气中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，气体流量为10-500SCCM。
6.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，等离子体处理时真空度为5-50Pa。
7.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，等离子体处理时功率为20-200W。
8.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，等离子体处理时处理时间为5-60min。
9.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，所用的活性炭为生物质活性炭、矿物质活性炭及其他活性炭的一种或几种活性炭的混合物。
10.根据权利要求1所述的超级电容器用活性炭的改性方法，其特征在于，低温等离子包括高频等离子、射频等离子和微波等离子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010101337.7A CN111285372A (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 一种超级电容器用活性炭的改性方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010101337.7A CN111285372A (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 一种超级电容器用活性炭的改性方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111285372A true CN111285372A (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71021429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010101337.7A Pending CN111285372A (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 一种超级电容器用活性炭的改性方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111285372A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111747407A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-09 | 常熟理工学院 | 一种玉米淀粉活性炭的制备方法 |
| CN113019329A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-25 | 湖南加法检测有限公司 | 低温等离子体改性MOFs材料的方法及应用 |
| CN114864291A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-05 | 大连工业大学 | 一种用于超级电容器的NiCo2S4/酶解木质素炭电极材料的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1647858A (zh) * | 2004-12-01 | 2005-08-03 | 天津大学 | 利用低温等离子体还原负载金属催化剂的方法 |
| CN104959134A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-07 | 华南理工大学 | 一种杂原子掺杂多孔石墨烯电催化剂及制备与应用和装置 |
| CN106311222A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-11 | 广西大学 | 一种双过渡金属基蚕沙多孔炭催化剂及其制备方法 |
| CN106397094A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-15 | 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) | 一种低温等离子体改性催化剂载体的方法 |
| CN107089659A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-08-25 | 南京林业大学 | 射频等离子体改性快速制备酶解木质素基富氮活性炭方法 |
-
2020
- 2020-02-19 CN CN202010101337.7A patent/CN111285372A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1647858A (zh) * | 2004-12-01 | 2005-08-03 | 天津大学 | 利用低温等离子体还原负载金属催化剂的方法 |
| CN104959134A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-07 | 华南理工大学 | 一种杂原子掺杂多孔石墨烯电催化剂及制备与应用和装置 |
| CN106311222A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-01-11 | 广西大学 | 一种双过渡金属基蚕沙多孔炭催化剂及其制备方法 |
| CN106397094A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-15 | 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) | 一种低温等离子体改性催化剂载体的方法 |
| CN107089659A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-08-25 | 南京林业大学 | 射频等离子体改性快速制备酶解木质素基富氮活性炭方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张思杨等: "《新能源汽车概论》", 31 July 2017, 电子科技大学出版社 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111747407A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-09 | 常熟理工学院 | 一种玉米淀粉活性炭的制备方法 |
| CN111747407B (zh) * | 2020-07-16 | 2022-03-29 | 常熟理工学院 | 一种玉米淀粉活性炭的制备方法 |
| CN113019329A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-25 | 湖南加法检测有限公司 | 低温等离子体改性MOFs材料的方法及应用 |
| CN114864291A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-05 | 大连工业大学 | 一种用于超级电容器的NiCo2S4/酶解木质素炭电极材料的制备方法 |
| CN114864291B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-10-27 | 大连工业大学 | 一种用于超级电容器的NiCo2S4/酶解木质素炭电极材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111285372A (zh) | 一种超级电容器用活性炭的改性方法 | |
| CN109012590B (zh) | 一种木质素基过渡金属-氮掺杂碳材料及其制备和应用 | |
| CN109279594B (zh) | 一种可控调节氮掺杂量的多孔碳及其制备方法 | |
| CN105439128A (zh) | 一种多孔石墨烯锂离子电池正极材料的制备方法 | |
| CN108346793B (zh) | 一种具有多孔结构的纳米硅制备方法及应用 | |
| CN110429282B (zh) | 一种锂离子电池用新型纳米碳球负极材料 | |
| CN109775710B (zh) | 一种氮掺杂多孔碳材料的制备方法及在超级电容器中的应用 | |
| CN109461594B (zh) | 一种高耐压的掺杂三维多孔石墨烯/活性炭电极材料及其制备方法 | |
| CN110817855B (zh) | 一种改性天然石墨负极材料的制备方法 | |
| CN104743543B (zh) | 一种聚苯胺/酚醛基碳材料的制备方法 | |
| CN114516635B (zh) | 一种氮掺杂多孔碳材料的制备方法 | |
| CN116779340B (zh) | 一种高柔性高比容量且耐温的锌离子混合电容器及其制备方法与应用 | |
| CN113200545B (zh) | 一种电容炭及其制备方法 | |
| CN115943121A (zh) | 用于锂电池的能源复合材料及其制备方法 | |
| CN115287622B (zh) | 一种分子膜碳纸及其制备方法和应用 | |
| CN112374539A (zh) | 一种壳-核结构的分级多孔碳包覆MoS2的负极材料及其制法 | |
| CN109244467B (zh) | 一种狗尾巴草制备生物碳负极材料的方法 | |
| CN109560279B (zh) | 一种木棉制备多孔生物碳锂硫电池正极材料的方法 | |
| CN111977701A (zh) | 一种多壳层的多孔石墨碳包覆Fe3O4的负极材料及制备方法 | |
| CN109546132B (zh) | 一种蒲公英/糖生物碳复合结构的制备方法 | |
| CN108878829B (zh) | 一种废弃硅藻土制备的锂硫电池正极材料及其制备方法 | |
| CN114956040B (zh) | 一种氮氧掺杂分级多孔碳材料、制备方法及应用 | |
| CN110143582B (zh) | 一种含氧多孔碳气凝胶的制备方法和应用 | |
| CN117712360B (zh) | 一种复合改性石墨负极材料的制备方法 | |
| CN118039884B (zh) | 一种钠离子电池竹炭复合负极及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200616 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |