CN112479209A - 一种化学方法低温除官能团 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学方法低温除官能团，所述方法包括如下步骤：(1)、先取适量的超级电容炭粉，通过完全兼容的蓝紫色激光曝光；(2)、然后将超级电容炭粉转移至空气等离子气氛中，进行低温等离子体处理，且在超级电容炭粉表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面；(3)、将经低温等离子体处理过后的超级电容炭粉进行烘干；(4)、烘干后的超级电容炭粉装入石英材质的容器内，然后移入红外线热处理炉内，同时在惰性气氛的保护下进行反应；(5)、热处理结束后，保持在惰性气氛的保护下，自然冷却。本发明克服现有技术缺点，有效消除官能团，提高电化学性能。

Description

一种化学方法低温除官能团
技术领域
本发明涉及超级电容技术领域，具体是指一种化学方法低温除官能团。
背景技术
超级电容活性炭通常称为超级活性炭或炭电极材料，具有超大的比表面积，孔集中，低灰，和导电性好等特点，适用制造高性能电池，双电层电容器产品及重金属回收的载体。
在超级电容活性炭生产过程中，超级电容活性炭表面常形成一些活性含氧基因，超级电容活性炭中的炭黑分子，一部分与氧结合形成官能团存在于颗粒表面上，这些官能团的存在影响电子的迁移，会使导电性下降，因此消除官能团才能有效的提高超级电容活性炭的电化学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺点，提供一种化学方法低温除官能团，有效消除官能团，提高电化学性能。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种化学方法低温除官能团，所述方法包括如下步骤：
(1)、先取适量的超级电容炭粉，通过完全兼容的蓝紫色激光曝光，时长为1～2h；
(2)、然后将超级电容炭粉转移至空气等离子气氛中，进行1～3分钟的低温等离子体处理，且在超级电容炭粉表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面；
(3)、将经低温等离子体处理过后的超级电容炭粉进行烘干；
(4)、烘干后的超级电容炭粉装入石英材质的容器内，然后移入红外线热处理炉内，同时在惰性气氛的保护下进行反应，其惰性气氛的流量为30～50L/min、红外线热处理温度保持在400～550℃，恒温3～4h；
(5)、热处理结束后，保持在惰性气氛的保护下，自然冷却5～8h。
进一步的，所述步骤(1)中的蓝紫色激光波长为410～418nm。
进一步的，所述步骤(4)中惰性气氛为氩气、氦气或氮气。
进一步的，所述的超级电容活性炭的比表面积在1600～2500m2/g之间。
进一步的，所述的超级电容活性炭的平均孔径在2.6～2.8nm之间。
本发明具有如下优点：本发明超级电容活性炭其中的官能团石墨烯通过完全兼容的蓝紫色激光曝光和空气等离子体处理的微细加工技术，对超级电容炭粉进行了调节，蓝紫色激光曝光通过减少大量的官能团而提高了电导率，此外，通过空气等离子处理调节了润湿性和活性位，从而在表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面，减少了石墨烯氧化物，电阻非常低，确保了其出色的电子传导性，提高比电容，可在电化学反应过程中快速进行电子转移。通过连续结合蓝紫色激光照射和空气等离子体处理，可显着改善基于超级电容的电化学性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
本发明在具体实施时，包括如下步骤：
(1)、先取适量的超级电容炭粉，超级电容活性炭的比表面积在1600m2/g之间，超级电容活性炭的平均孔径在2.6nm之间，通过完全兼容的蓝紫色激光曝光，蓝紫色激光波长为410nm，时长为1h；
(2)、然后将超级电容炭粉转移至空气等离子气氛中，进行1分钟的低温等离子体处理，且在超级电容炭粉表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面；
(3)、将经低温等离子体处理过后的超级电容炭粉进行烘干；
(4)、烘干后的超级电容炭粉装入石英材质的容器内，然后移入红外线热处理炉内，同时在惰性气氛的保护下进行反应，惰性气氛为氩气、氦气或氮气，其惰性气氛的流量为30L/min、红外线热处理温度保持在400℃，恒温3h；
(5)、热处理结束后，保持在惰性气氛的保护下，自然冷却5h。
实施例2
本发明在具体实施时，包括如下步骤：
(1)、先取适量的超级电容炭粉，超级电容活性炭的比表面积在2500m2/g之间，超级电容活性炭的平均孔径在2.8nm之间，通过完全兼容的蓝紫色激光曝光，蓝紫色激光波长为418nm，时长为2h；
(2)、然后将超级电容炭粉转移至空气等离子气氛中，进行3分钟的低温等离子体处理，且在超级电容炭粉表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面；
(3)、将经低温等离子体处理过后的超级电容炭粉进行烘干；
(4)、烘干后的超级电容炭粉装入石英材质的容器内，然后移入红外线热处理炉内，同时在惰性气氛的保护下进行反应，惰性气氛为氩气、氦气或氮气，其惰性气氛的流量为50L/min、红外线热处理温度保持在550℃，恒温4h；
(5)、热处理结束后，保持在惰性气氛的保护下，自然冷却8h。
实施例3
本发明在具体实施时，包括如下步骤：
(1)、先取适量的超级电容炭粉，超级电容活性炭的比表面积在2000m2/g之间，超级电容活性炭的平均孔径在2.7nm之间，通过完全兼容的蓝紫色激光曝光，蓝紫色激光波长为414nm，时长为1.5h；
(2)、然后将超级电容炭粉转移至空气等离子气氛中，进行2分钟的低温等离子体处理，且在超级电容炭粉表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面；
(3)、将经低温等离子体处理过后的超级电容炭粉进行烘干；
(4)、烘干后的超级电容炭粉装入石英材质的容器内，然后移入红外线热处理炉内，同时在惰性气氛的保护下进行反应，惰性气氛为氩气、氦气或氮气，其惰性气氛的流量为40L/min、红外线热处理温度保持在500℃，恒温3.5h；
(5)、热处理结束后，保持在惰性气氛的保护下，自然冷却7h。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种化学方法低温除官能团，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)、先取适量的超级电容炭粉，通过完全兼容的蓝紫色激光曝光，时长为1～2h；
(2)、然后将超级电容炭粉转移至空气等离子气氛中，进行1～3分钟的低温等离子体处理，且在超级电容炭粉表面上形成了一个稍微官能团石墨烯表面；
(3)、将经低温等离子体处理过后的超级电容炭粉进行烘干；
(4)、烘干后的超级电容炭粉装入石英材质的容器内，然后移入红外线热处理炉内，同时在惰性气氛的保护下进行反应，其惰性气氛的流量为30～50L/min、红外线热处理温度保持在400～550℃，恒温3～4h；
(5)、热处理结束后，保持在惰性气氛的保护下，自然冷却5～8h。
2.根据权利要求1所述的一种化学方法低温除官能团，其特征在于：所述步骤(1)中的蓝紫色激光波长为410～418nm。
3.根据权利要求1所述的一种化学方法低温除官能团，其特征在于：所述步骤(4)中惰性气氛为氩气、氦气或氮气。
4.根据权利要求1所述的一种化学方法低温除官能团，其特征在于：所述的超级电容活性炭的比表面积在1600～2500m2/g之间。
5.根据权利要求1所述的一种化学方法低温除官能团，其特征在于：所述的超级电容活性炭的平均孔径在2.6～2.8nm之间。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007210821A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Japan Atomic Energy Agency レーザーによる硬質材料の合成方法と表面改質方法
CN105321733A (zh) * 2015-11-24 2016-02-10 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 高效去除超级电容炭表面化学基团的方法及电容炭
JP2017208444A (ja) * 2016-05-18 2017-11-24 株式会社クラレ 改質活性炭の製造方法
CN107731570A (zh) * 2017-11-24 2018-02-23 南京正森环保科技有限公司 一种超级电容炭表面化学基团消除的方法
CN109455716A (zh) * 2018-10-23 2019-03-12 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种具有超低表面含氧官能团的超级电容活性炭的制备方法
CN110211814A (zh) * 2019-06-05 2019-09-06 兰州大学 一种碳布的表面处理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007210821A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Japan Atomic Energy Agency レーザーによる硬質材料の合成方法と表面改質方法
CN105321733A (zh) * 2015-11-24 2016-02-10 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 高效去除超级电容炭表面化学基团的方法及电容炭
JP2017208444A (ja) * 2016-05-18 2017-11-24 株式会社クラレ 改質活性炭の製造方法
CN107731570A (zh) * 2017-11-24 2018-02-23 南京正森环保科技有限公司 一种超级电容炭表面化学基团消除的方法
CN109455716A (zh) * 2018-10-23 2019-03-12 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种具有超低表面含氧官能团的超级电容活性炭的制备方法
CN110211814A (zh) * 2019-06-05 2019-09-06 兰州大学 一种碳布的表面处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YIN WU ET AL: "Boosting the Electrochemical Performance of Graphene-Based On-Chip Micro-Supercapacitors by Regulating the Functional Groups", 《ACS APPL. MATER. INTERFACES》 *

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