用于超级电容器电极的烟杆基多孔炭材料及制备方法

摘要

本发明提供了一种用于超级电容器电极的烟杆基多孔炭材料及制备方法，本发明以烟杆固体废弃物为炭前驱体原料，经脱水、粉碎后，用碱金属离子的浓度为2.0~3.8mol/L的碳酸盐溶液浸渍，再进行炭化-活化处理，经酸洗、热去离子水洗、干燥和真空热处理后得到多孔炭材料。该制备工艺简单，成本低，环境友好，适合工业化生产。本发明得到的多孔炭材料比表面积在1500~2200m2/g之间，中孔率达到30~50%，平均孔径在2.3~2.5nm，孔径分布窄，吸附性能优良。采用本发明的多孔炭材料制作的超级电容器电极具有高容量、高功率、循环寿命长等特性。

主权项

一种用于超级电容器电极的多孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一　原料预处理：将原料烟杆废弃物通过化学脱水的方式进行干燥处理，然后磨粉制得烟杆粉末；步骤二　烟杆粉末的炭化 活化处理：将步骤一所制得的干燥的烟杆粉末置于活化剂溶液中浸泡8~12 h，经脱水干燥后进行炭化 活化处理，冷却后制得含有杂质的多孔炭材料；其中所述活化剂选自Na2CO3、K2CO3、NaHCO3或KHCO3 中的一种或几种，且活化剂溶液中碱金属离子的总浓度为2.0～3.8 mol/L，活化剂溶液与烟杆粉末样的质量比范围为（0.5～2.5）:1；步骤三　杂质多孔炭材料的提纯处理：将步骤二所制得的含有杂质的多孔炭材料先用热水浸泡4~8 h，再用体积浓度为10~20 %盐酸溶液浸泡，控制溶液pH值在2~3，而后再用热水洗涤，控制洗涤后物料的pH值为6.5~7，烘干后得到多孔炭材料；步骤四　多孔炭材料的去官能团处理：将步骤三所制得的多孔炭材料球磨和筛分，选择粒径为5~20 μm的粉末，在压力为0.01~0.02 MPa、升温速率为3~5 ℃/min、热处理温度为550~700 ℃和保温时间为1~3 h的条件下进行真空高温热处理，制得最终产品。