PL221508B1

PL221508B1 - Process for the preparation of active carbonic nanofibres

Info

Publication number: PL221508B1
Application number: PL391137A
Authority: PL
Inventors: Izabella Krucińska; Krzysztof Babeł; Eulalia Gliścińska
Original assignee: Politechnika Łódzka
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2016-04-29
Also published as: PL391137A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania aktywnych nanowłókien węglowych o zwiększonej powierzchni właściwej, które znajdują zastosowanie jako materiał sorpcyjny, między innymi do szybkiego wychwytywania małych cząstek toksycznych i złowonnych gazów, szczególnie do pochłaniania substancji w bardzo małych stężeniach rzędu kilkunastu ppm.The subject of the invention is a method of producing active carbon nanofibers with an increased specific surface area, which are used as a sorption material, inter alia, for the rapid capture of small toxic particles and odorous gases, especially for the absorption of substances in very low concentrations of a dozen or so ppm.

Z opisu patentowego US 7 296 691 jest znany sposób wytwarzania aktywnych nanowłókien węglowych w postaci warstwy, których powierzchnia właściwa (BET) jest większa niż około 800 m /g, polegający na tym, że warstwę prekursora, którą stanowią włókna celulozowe o średnicy mniejszej lub równej 400 nm, zawierające czynnik aktywny biologicznie, poddaje się obróbce termicznej w piecu TGA stosując różne warunki czasowo-temperaturowe procesów karbonizacji i aktywacji, przy czym czynnikiem aktywującym jest dwutlenek węgla.U.S. Patent No. 7,296,691 discloses a method of producing active carbon nanofibers in the form of a layer, the specific surface area (BET) of which is greater than about 800 m / g, consisting in the fact that a precursor layer consisting of cellulose fibers with a diameter smaller than or equal to 400 nm, containing the biologically active agent, is subjected to thermal treatment in a TGA furnace using different time-temperature conditions of the carbonization and activation processes, and the activating agent is carbon dioxide.

Z czasopisma Textile Research Journal Vol. 80, No. 2, 2010, 124-134 jest znany sposób otrzymywania aktywnych nanowłókien węglowych w drodze chemicznej aktywacji membrany z elektroprzędzionych włókien poliaktrylonitrylowych wodorotlenkiem potasu w temperaturze 800°C.From Textile Research Journal Vol. 80, No. 2, 2010, 124-134 is a known method of obtaining active carbon nanofibers by chemical activation of a membrane of electrospun polyacrylonitrile fibers with potassium hydroxide at a temperature of 800 ° C.

₂₂

Powierzchnia właściwa tak otrzymanych aktywnych nanowłókien węglowych wynosi około 900 m /g.The specific surface area of the thus obtained active carbon nanofibers is about 900 m / g.

Z opisu zgłoszenia patentowego EP 1666649 jest znany sposób otrzymywania aktywnych włó₂ kien węglowych w postaci włókniny, o powierzchni właściwej od 100 do około 2200 m /g, średnicy 500 nm lub mniejszej, polegający na tym, że elektroprzędzione włókna poliakrylonitrylowe impregnuje się, na przykład wodnym roztworem wodorotlenku potasu o stężeniu 1-50%, po czym ogrzewa je do temperatury od 550 do 800°C. Czas aktywacji wynosi wtedy od 1 s do 1 min. Ponieważ na powierzchni otrzymanych w ten sposób aktywnych włókien węglowych mogą pozostać resztki substancji alkalicznych, dlatego otrzymane włókna kilkukrotnie pierze się w wodzie i następnie suszy w suszarce próżniowej.From patent application EP 1666649 discloses a method for the preparation of the active insert ₂ Kien carbon in the form of nonwoven fabric having a surface area of from 100 to about 2200 m / g, a diameter of 500 nm or less, which is characterized in that the electro-polyacrylonitrile fibers impregnated with, e.g. with an aqueous solution of potassium hydroxide with a concentration of 1-50%, and then heated to a temperature of 550 to 800 ° C. The activation time is then from 1 s to 1 min. As there may be residues of alkaline substances on the surface of the thus obtained active carbon fibers, the obtained fibers are washed several times in water and then dried in a vacuum dryer.

Z czasopisma Applied Physics Letters, Vol. 83, No 6, 2003, 1216-1218 jest znany także sposób otrzymywania aktywnych nanowłókien węglowych o właściwościach materiału elektrodowego o wzmocnionej pojemności i elektrycznych właściwościach superkondensatora, z nanowłókien poliakrylonitrylowych wytwarzanych z 10% roztworu poliakrylonitrylu w dimetyloformamidzie w procesie elektroprzędzenia, w którym elektrodą odbierającą jest obracający się bęben. Warstwę nanowłókien prekursorowych stabilizuje się poprzez ogrzewanie jej z szybkością 1°C/min do temperatury 280°C i przetrzymywanie w tej temperaturze przez 1 h w przepływie powietrza. Następnie warstwę stabilizowanych nanowłókien ogrzewa się z szybkością 5°C/min do temperatury 700, 750 i 800°C i aktywuje przez 30 min w drodze doprowadzenia pary wodnej w gazie nośnym - azocie.From the Applied Physics Letters, Vol. 83, No 6, 2003, 1216-1218 journal, there is also known a method of obtaining active carbon nanofibers with the properties of an electrode material with enhanced capacity and electrical properties of a supercapacitor, from polyacrylonitrile nanofibers produced from 10% polyacrylonitrile solution in dimethylformamide in electrospinning process in which the receiving electrode is a rotating drum. The layer of precursor nanofibers is stabilized by heating it at a rate of 1 ° C / min to a temperature of 280 ° C and keeping it at this temperature for 1 hour in flowing air. Then the layer of stabilized nanofibers is heated at a rate of 5 ° C / min to 700, 750 and 800 ° C and activated for 30 minutes by supplying water vapor in a carrier gas - nitrogen.

Z czasopism Electrochimica Acta 50 (2004) 877-881, Journal of Power Sources 142 (2005) 382-3889 i Journal of Materials Processing Technology 167 (2005) 283-293 jest znany sposób wytwarzania włóknistych węgli aktywnych polegający na tym, że warstwę włókniny z nanowłókien o w ymiarze poprzecznym rzędu 250 nm, otrzymaną w drodze elektroprzędzenia z 20% roztworu polibe nzimidazolu w dimetyloacetamidzie, poddaje się karbonizacji, a następnie aktywuje parą wodną, w wyniku czego powstaje warstwa aktywnych nanowłókien węglowych o średniej średnicy porów rzę₂ du 0,64-0,66 nm i średniej powierzchni właściwej rzędu 500-1220 m /g. Pojemność właściwa aktywnych nanowłókien kształtuje się w zakresie od 35 do 202 F/g w zależności od temperatury aktywacji. Aktywacja włókniny w temperaturze 800°C daje największą powierzchnię właściwą i największą pojemność.From the journals Electrochimica Acta 50 (2004) 877-881, Journal of Power Sources 142 (2005) 382-3889 and Journal of Materials Processing Technology 167 (2005) 283-293 there is a known method of producing fibrous activated carbons consisting in the fact that the nonwoven layer made of nanofibers with a transverse dimension of 250 nm, obtained by electrospinning from a 20% solution of polybenzimidazole in dimethylacetamide, is subjected to carbonization and then activated with water vapor, resulting in a layer of active carbon nanofibers with an average pore diameter of ₂ du 0.64 -0.66 nm and a mean specific surface area of 500-1220 m / g. The specific capacity of the active nanofibers ranges from 35 to 202 F / g depending on the activation temperature. The non-woven fabric activation at 800 ° C gives the largest specific surface area and the greatest capacity.

Z czasopisma FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe January/March 2005, vol. 13, No 1(49) jest znane otrzymywanie nanowłókien węglowych z elektroprzędzionych nanowłókien PAN, w drodze termicznej stabilizacji oraz pirolizy. Termiczną stabilizację prowadzi się w drodze ogrzewania włókien w temperaturze 225°C w czasie 5-6 h lub w drodze ogrzewania włókien najpierw w temperaturze do 240°C w czasie 2 h, następnie w czasie 30 min podwyższa się temperaturę do 260°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez 4 h i w końcu podwyższa się temperaturę do 280°C w czasie do 30 min i utrzymuje w tej temperaturze 2-3 h. Pirolizę prowadzi się w drodze ogrzewania do temperatury 700°C z szybkością 3°C/min w atmosferze gazu obojętnego, przy czym w zakresie temperatury 250-400°C ogrzewanie prowadzi się z prędkością 2°C/min. Otrzymane w wyniku tych procesów nanowłókna węgłowe nie są nanowłóknami aktywnymi o powierzchni właściwej kwalifikującej je do zastosowania jako materiał sorpcyjny. Wspomina się wprawdzie w tej publikacji o możliwości aktywacji włókien po procesie pirolizy, co wcale nie świadczy o tym, że aktywację rzeczywiście da się przeprowadzić.From the journal FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe January / March 2005, vol. 13, No 1 (49) it is known to obtain carbon nanofibers from PAN electrospun nanofibers by means of thermal stabilization and pyrolysis. Thermal stabilization is carried out by heating the fibers at 225 ° C for 5-6 hours or by heating the fibers first to 240 ° C for 2 hours, then the temperature is increased to 260 ° C during 30 minutes and kept. at this temperature for 4 hours and finally the temperature is increased to 280 ° C for up to 30 minutes and kept at this temperature for 2-3 hours. The pyrolysis is carried out by heating to 700 ° C at a rate of 3 ° C / min in a gas atmosphere neutral, and in the temperature range of 250-400 ° C heating is carried out at a rate of 2 ° C / min. Carbon nanofibers obtained as a result of these processes are not active nanofibers with a specific surface qualifying them for use as a sorption material. Although this publication mentions the possibility of activating the fibers after the pyrolysis process, which does not mean that the activation can actually be carried out.

Natomiast w czasopiśmie Journal od Physics and Chemistry od Solid 65 (2004) s. 275-280 ujawniono sposób aktywacji włókien węglowych wodorotlenkiem potasu, polegający na nasyceniu włóPL 221 508 B1 kien 12-25% roztworem wodorotlenku potasu pod próżnią, następnie suszeniu ich w temperaturze 105°C, w dalszej kolejności wygrzewaniu w temperaturze 680-800°C w atmosferze argonu w czasie 30-120 min i w końcu ekstrakcji 0,1 M roztworem wodnym kwasu solnego. Sposób ten nie dotyczy aktywacji nanowłókien.On the other hand, the Journal from Physics and Chemistry from Solid 65 (2004) pp. 275-280 discloses a method of activating carbon fibers with potassium hydroxide, which consists in saturating the fibers with a 12-25% potassium hydroxide solution under vacuum, and then drying them at a temperature 105 ° C, followed by annealing at the temperature of 680-800 ° C under argon for 30-120 min and finally extraction with 0.1 M aqueous hydrochloric acid solution. This method does not concern the activation of nanofibers.

Sposób wytwarzania aktywnych nanowłókien węglowych o zwiększonej powierzchni właściwej, z elektroprzędzionych nanowłókien poliakrylonitrylowych w postaci włókniny, z wykorzystaniem procesu termicznej stabilizacji polegającej na ogrzewaniu do podwyższonej temperatury i następnie termostatowaniu, wstępnego utlenienia w strumieniu powietrza w podwyższonej temperaturze, pirolizy pol egającej na ogrzewaniu w podwyższonej temperaturze z szybkością 3°C/min w atmosferze gazu obojętnego, chemicznej aktywacji, w której stosuje się nasycenie roztworem wodnym wodorotlenku potasu o stężeniu nie niższym niż 10% metodą próżniową i wygrzewanie w podwyższonej temperaturze w atmosferze gazu obojętnego oraz ekstrakcji w roztworze wodnym kwasu solnego, a następnie w destylowanej lub dejonizowanej wodzie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako włókna prekursorowe używa się nanowłókna o średnicy nie większej niż 1000 nm, w postaci warstwy lub warstw włókniny, o masie powierzchniowej nie mniejszej niż 1 g/m , wytworzone z co najmniej 4% roztworu przędzalniczego poliakrylonitrylu w dimetylosulfotlenku w drodze elektroprzędzenia przy napięciu na elektrodzie podającej nie niższym niż 5 kV i przy odległości między elektrodami nie mniejszej niż 5 cm. Stabilizację termiczną prekursorowej włókniny prowadzi się w drodze ogrzewania do temperatury 200°C z prędkością 5°C/min i następnie termostatowania w czasie 6 h, po której włókninę poddaje się utlenieniu w drodze podgrzania do temperatury 220°C i termostatowania przez kolejne 6 h, prowadząc cały cykl ogrzewania w strumieniu powietrza. Po stabilizacji i utlenianiu włókninę przepłukuje się dwutlenkiem węgla w czasie do 20 min i poddaje pirolizie, podczas której włókninę ogrzewa się do temperatury 600°C i wygrzewa jeszcze przez co najmniej 1 h po osiągnięciu tej temperatury. W prowadzonej następnie aktywacji chemicznej włókniny, włókninę po nasyceniu roztworem wodorotlenku potasu, przed wygrzewaniem, przetrzymuje się pod ciśnieniem 2-5 kPa w czasie do 20 min, wolno podwyższa ciśnienie do atmosferycznego, moczy włókninę w wodnym roztworze wodorotlenku potasu jeszcze przez co najmniej 10 min, usuwa nadmiar wodorotlenku przez grawitacyjne odciekanie lub odciskanie roztworu z włókniny, pozostawia włókninę na co najmniej 5 h w temperaturze pokojowej i suszy do stałej masy, zaś wygrzewanie w procesie aktywacji prowadzi się w temperaturze 800-900°C w czasie 15-45 min. Ekstrakcję wychłodzonej włókniny prowadzi w 2% roztworze wodnym kwasu solnego w czasie co najmniej 5 h.A method of producing active carbon nanofibers with increased specific surface area, from electrospun polyacrylonitrile nanofibers in the form of a non-woven fabric, using a thermal stabilization process involving heating to an increased temperature and then thermostating, initial oxidation in an air stream at elevated temperature, pyrolysis involving heating at elevated temperature at a rate of 3 ° C / min in an inert gas atmosphere, chemical activation, in which saturation with an aqueous solution of potassium hydroxide with a concentration of not less than 10% by vacuum method and heating at an elevated temperature in an inert gas atmosphere and extraction in an aqueous solution of hydrochloric acid are used, and then in distilled or deionized water, according to the invention, it is characterized in that nanofibers with a diameter of not more than 1000 nm are used as precursor fibers, in the form of a layer or layers of non-woven fabric, with an area weight not less than than 1 g / m, made of at least 4% polyacrylonitrile spinning solution in dimethylsulfoxide by electrospinning with a voltage on the feed electrode not lower than 5 kV and with a distance between the electrodes not less than 5 cm. Thermal stabilization of the precursor non-woven fabric is carried out by heating to 200 ° C at a rate of 5 ° C / min and then thermostating for 6 hours, after which the non-woven fabric is oxidized by heating to 220 ° C and thermostating for another 6 hours, by carrying out the entire heating cycle in a stream of air. After stabilization and oxidation, the non-woven fabric is rinsed with carbon dioxide for up to 20 minutes and subjected to pyrolysis, during which the non-woven fabric is heated to 600 ° C and heated for at least 1 hour after reaching this temperature. In the subsequent chemical activation of the non-woven fabric, the non-woven fabric, after being saturated with potassium hydroxide solution, before heating, is kept under a pressure of 2-5 kPa for up to 20 minutes, the pressure is slowly increased to atmospheric, and the fabric is soaked in an aqueous solution of potassium hydroxide for at least 10 minutes. , removes excess hydroxide by gravity draining or squeezing the solution from the non-woven fabric, leaves the non-woven fabric for at least 5 h at room temperature and dries to constant weight, and the heating in the activation process is carried out at 800-900 ° C for 15-45 minutes. Extraction of the cooled non-woven fabric is carried out in a 2% aqueous solution of hydrochloric acid for at least 5 hours.

Sposób według wynalazku ilustruje poniższy przykład.The method according to the invention is illustrated by the following example.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

W celu otrzymania prekursora sporządzono 15%-owy roztwór przędzalniczy proszku poliakrylonitrylu produkcji firmy Zoltek Rt z Węgier w dimetylosulfotlenku. Lepkość istotna poliakrylonitrylu była równa 1,3 ± 0,02 dL/g. Z roztworu przędzalniczego przędzione włókna techniką elektroprzędzenia stosując następujące parametry technologiczne procesu:In order to obtain the precursor, a 15% spinning solution of polyacrylonitrile powder produced by the company Zoltek Rt from Hungary in dimethylsulfoxide was prepared. The intrinsic viscosity of polyacrylonitrile was 1.3 ± 0.02 dL / g. Fibers are spun from the spinning solution using the electrospinning technique, using the following technological parameters of the process:

- napięcie elektryczne doprowadzane do układu - 15 kV- electric voltage supplied to the system - 15 kV

- odległość pomiędzy czubkiem kapilary i kolektorem - 15 cm- distance between the tip of the capillary and the collector - 15 cm

- średnica kapilary - 0,9 mm.- capillary diameter - 0.9 mm.

Średnia średnica nanowłókien w otrzymanej włókninie prekursorowej, mierzona za pomocą analizatora obrazu i programu Lucia G, wynosiła około 900 nm. Otrzymaną włókninę o grubości 0,27 mm ogrzewano do temperatury 200°C z szybkością 5°C/min i termostatowano w czasie 6 h, następnie podgrzewano do temperatury 220°C i termostatowano przez kolejne 6 h. Cały cykl ogrzewania prowadzono w komorze z wymuszoną cyrkulacją i dodatkowym tłoczeniem powietrza do wnętrza. Po proc esie stabilizacji i utleniania włókninę umieszczono w reaktorze komorowym, który po zamknięciu i uszczelnieniu płukano dwutlenkiem węgla przez 20 min (220 l/h), a następnie ogrzewano z szybkością 3°C/min do temperatury 600°C. Po osiągnięciu temperatury końcowej włókninę wygrzewano jeszcze w ciągu 1 h, po czym prowadzono aktywację włókniny metodą chemiczną przy użyciu 20% roztworu wodnego wodorotlenku potasu. W tym celu włókninę zanurzano w roztworze wodorotlenku umieszczonym w naczyniu próżniowym, obciążano siatką stalową aby włóknina znajdowała się pod powierzchnią cieczy, po czym naczynie połączono z układem próżniowym i przetrzymywano włókninę w roztworze pod ciśnieniem około 3,33 kPa w temperaturze pokojowej w czasie 20 min. W tych warunkach roztwór lekko wrzał. Po tym czasie bardzo wolno podwyższono ciśnienie do atmosferycznego i w takich warunkach moczono włókninę 10 min.The average diameter of the nanofibers in the obtained precursor non-woven fabric was about 900 nm measured with an image analyzer and the Lucia G program. The obtained non-woven fabric, 0.27 mm thick, was heated to 200 ° C at a rate of 5 ° C / min and thermostated for 6 hours, then heated to 220 ° C and thermostated for another 6 hours. The entire heating cycle was carried out in a forced chamber. circulation and additional air supply to the interior. After the stabilization and oxidation process, the non-woven fabric was placed in a chamber reactor, which, after closing and sealing, was rinsed with carbon dioxide for 20 min (220 l / h), and then heated at a rate of 3 ° C / min to a temperature of 600 ° C. After reaching the final temperature, the non-woven fabric was heated for another 1 hour, and then the non-woven fabric was activated chemically with a 20% aqueous solution of potassium hydroxide. For this purpose, the non-woven fabric was immersed in a hydroxide solution placed in a vacuum vessel, loaded with a steel mesh so that the non-woven fabric was below the surface of the liquid, then the vessel was connected to the vacuum system and the non-woven fabric was kept in the solution under a pressure of about 3.33 kPa at room temperature for 20 minutes. . The solution boiled slightly under these conditions. After this time, the pressure was increased to atmospheric very slowly and the fleece was soaked for 10 minutes under such conditions.

PL 221 508 B1PL 221 508 B1

W tym etapie nastąpiło intensywne nasycanie nanowłókien roztworem. Następnie korygowano ilość wodorotlenku wprowadzonego do włókien w drodze grawitacyjnego odciekania. W wysuszonej włókninie stosunek masowy węgiel : wodorotlenek potasu wynosił 1 : 4. Włókninę przetrzymywano w warunkach pokojowych przez 5 h, po czym suszono do stałej masy. Następnie włókninę aktywow ano w drodze wygrzewania w rurowym reaktorze ceramicznym (95% AI₂O₃) umieszczonym w piecu oporowym, w temperaturze 850°C w czasie 15 min w strumieniu argonu. Po zakończeniu wygrzewania włókninę chłodzono, po czym ekstrahowano w 2% roztworze wodnym kwasu solnego w czasie 5 h, a następnie dejonizowaną wodą w czasie 5 h w ekstraktorach Soxhleta.At this stage, the nanofibers were intensively saturated with the solution. The amount of hydroxide incorporated into the fibers was then adjusted by gravity drainage. In the dried non-woven fabric, the weight ratio of carbon: potassium hydroxide was 1: 4. The non-woven fabric was kept under room conditions for 5 hours and then dried to constant weight. The web was then activated by annealing in a tubular ceramic reactor (95% Al ₂ O ₃ ) placed in a resistance furnace at 850 ° C for 15 min in an argon stream. After annealing, the non-woven fabric was cooled and then extracted in a 2% aqueous solution of hydrochloric acid for 5 hours, and then with deionized water for 5 hours in Soxhlet extractors.

Średnia średnica otrzymanych aktywnych nanowłókien węglowych wynosiła około 784 nm.The average diameter of the obtained active carbon nanofibers was about 784 nm.

W aktywnych nanowłóknach węglowych zaobserwowano obecność grup CH i CH₂ oraz CN, nie stwierdzono natomiast pozostałości po rozpuszczalniku tj. dimetylosulfotlenku. _{The presence of CH, CH 2} and CN groups was observed in the active carbon nanofibers, while no residues of the solvent, i.e. dimethylsulfoxide, were found.

Wyciąg wodny z otrzymanych aktywnych nanowłókien węglowych był bardziej zasadowy (pH 7,74) niż z nanowłókien prekursorowych, nie obserwowano w nim obecności chlorków, siarczanów, skrobi.The water extract from the obtained active carbon nanofibers was more basic (pH 7.74) than from the precursor nanofibers, the presence of chlorides, sulphates and starch was not observed in it.

Izotermy adsorpcji azotu dla otrzymanych aktywnych nanowłókien wskazywały na bardzo dużą ₃ sorpcję (ponad 900 cm /g) w obszarze mikroporów właściwych, supermikroporów a także małych mezoporów.Nitrogen adsorption isotherms obtained for the active nanofibres showed a very high sorption ₃ (900 cm / g) of micropores in the region of the relevant, supermikroporów and small mesopores.

₃₃

Całkowita objętość porów otrzymanych nanowłókien przekraczała 1,4 cm /g, a ich powierzchnia ₂ właściwa wynosiła ponad 2627 m /g. Tworzyły ją głównie supermikropory i małe mezopory. W obszarze mikroporów stwierdzono głównie pory o wymiarach poniżej 1,25 nm, istniała też znaczna ilość porów mniejszych od 1,1 nm, były to głównie supermikropory. W obszarze dużych mezoporów obserwowano znaczną ilość porów o wymiarach do około 50 nm.The total pore volume of the obtained nanofiber exceed 1.4 cc / g and their specific surface ₂ was more than 2627 m / g. It was mainly made up of supermicropores and small mesopores. In the area of micropores, mainly pores with dimensions below 1.25 nm were found, there was also a significant number of pores smaller than 1.1 nm, they were mainly supermicropores. In the area of large mesopores, a significant number of pores with dimensions up to about 50 nm were observed.

Czas przebicia, wyznaczony na zestawie do badania pojemności sorpcyjnej i czasu przebicia materiałów sorpcyjnych z zastosowaniem analizatora gazowego, dla cykloheksanu wynosił 8 s.The breakthrough time determined on the set for testing the sorption capacity and breakthrough time of sorption materials with the use of a gas analyzer for cyclohexane was 8 s.

Claims

A method of producing active carbon nanofibers with increased specific surface area, from electrospun polyacrylonitrile nanofibers in the form of a non-woven fabric, using a thermal stabilization process involving heating to an increased temperature and then termination, initial oxidation in an air stream at elevated temperature, pyrolysis involving heating at elevated temperature temperature at a rate of 3 ° C / min in an inert gas atmosphere, chemical activation in which saturation with an aqueous solution of potassium hydroxide with a concentration of not less than 10% by vacuum method and heating at elevated temperature in an inert gas atmosphere and extraction in an aqueous solution of hydrochloric acid are used and then in distilled or deionized water, characterized in that the precursor fibers are used nanofibers having a diameter of not more than 1000 nm, in the form of a layer or layers of non-woven fabric having a mass surface ₂ of not less than 1 g / m, made from at least 4% of a polyacrylonitrile spinning solution in dimethylsulfoxide by electrospinning with a voltage on the feed electrode not lower than 5 kV and with a distance between the electrodes not less than 5 cm, while thermal stabilization of the precursor nonwoven fabric is carried out by heating to a temperature of 200 ° C with speed 5 ° C / min and then thermostating for 6 hours, after which the non-woven fabric is oxidized by heating to 220 ° C and thermostating for another 6 hours, conducting the entire heating cycle in the air stream, after stabilization and oxidation, the non-woven fabric is rinsed with carbon dioxide for up to 20 minutes and subjected to pyrolysis, during which the non-woven fabric is heated to 600 ° C and heated for at least 1 hour after reaching this temperature, in the subsequent chemical activation of the non-woven fabric, after saturation with potassium hydroxide solution, before heating , held at a pressure of 2-5 kPa for up to 2 0 min, slowly increases the pressure to atmospheric pressure, soaks the non-woven fabric in an aqueous solution of potassium hydroxide for at least 10 minutes, removes excess hydroxide by gravity draining or squeezing the solution from the non-woven fabric, leaves the non-woven fabric for at least 5 h at room temperature and dries it to a constant weight, The heating in the activation process is carried out at the temperature of 800-900 ° C for 15-45 minutes, and the cooling of the non-woven fabric is extracted in a 2% aqueous solution of hydrochloric acid for at least 5 hours.