一种具有多级孔道结构的稻壳基电容炭材料的绿色制备方法

摘要

本发明目的在于提供一种多级孔道结构的稻壳基电容炭材料的绿色制备方法。它针对廉价的稻壳自身独特结构，将传统的炭化、活化工艺与模板法结合，利用稻壳中的二氧化硅为模板，通过炭化、碱煮、活化制备具有多级孔道结构的炭材料，将制备过程中的废液转化为高模水玻璃、碱活化剂同时水得到循环利用。该方法具有操作简单、成本低廉、绿色环保等特点，解决了稻壳利用过程中带来的环境污染问题，极大地降低了生产成本，有利于工业推广应用。

主权项

一种具有多级孔道结构的稻壳基电容炭材料的绿色制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将稻壳清洗、干燥、研磨；(2)将上述步骤(1)中处理后的稻壳在氮气或氩气条件下炭化，得到炭化物；(3)将上述步骤(2)得到的炭化物与浓度为2％～10％的氢氧化钠按溶液质量体积比为1:1‑10的质量体积比混合，反应温度控制在90～150℃，加热1‑3h，过滤，洗涤，干燥得模板碳，滤液为高模水玻璃；(4)将上述步骤(3)中得到的模板碳与强碱氢氧化钠或者氢氧化钾按质量比1:1‑6混合均匀进行活化；(5)将上述步骤(4)得到的活化产物用热水浸泡，热水温度90‑100℃，浸泡时间0.5‑2h，过滤，洗涤至中性，干燥后得具有多级孔道结构稻壳基电容炭；(6)将上述步骤(5)得到的滤液以及洗涤液回收，向回收液中加入5‑40％石灰乳，控制pH值为12‑14，使滤液中的碳酸根恰好完全沉淀，过滤，洗涤，干燥，滤渣即为碳酸钙，滤液为相应的氢氧化钠或者氢氧化钾溶液，利用上述步骤(4)过程中产生的余热，将滤液蒸发、结晶，得到固体氢氧化钠或者氢氧化钾，蒸发过程产生的蒸馏水回收备用；(7)将步骤(6)中得到的固体氢氧化钠或者氢氧化钾作为步骤(4)中的活化剂；(8)将步骤(6)中得到的蒸馏水用于步骤(5)和步骤(6)中的洗涤过程。