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一種高倍率型超級(jí)電容炭及其制備方法與流程

文檔序號(hào):41956454發(fā)布日期:2025-05-20 16:50閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,包括以下步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)中的有機(jī)插層化處理的過(guò)程為將高嶺土、有機(jī)插層劑、溶劑混合均勻進(jìn)行插層處理,然后經(jīng)分離洗滌和干燥得到有機(jī)高嶺土。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:有機(jī)插層劑為強(qiáng)極性有機(jī)溶劑,選自于二甲亞砜、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、甲基硅油、烷基碳數(shù)為8-18的烷基季銨鹽、帶有羥基或芐基的有機(jī)季銨鹽、丙烯酰胺、硅烷偶聯(lián)劑、季膦鹽中的一種或幾種,優(yōu)選為二甲亞砜、十八烷基季銨鹽、雙十八烷基芐基季銨鹽中的一種或幾種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:高嶺土與有機(jī)插層劑的質(zhì)量比為0.5:1~5:1,優(yōu)選為1:1~3:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:溶劑為水和/或有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑為乙醇、丙酮、丙醇、苯、氯仿中的一種或幾種;溶劑優(yōu)選為水、乙醇中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:高嶺土與溶劑的質(zhì)量比為10:1~1:1,優(yōu)選8:1~2:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:插層處理溫度為20~100℃,優(yōu)選為40~90℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:干燥溫度為40~100℃,優(yōu)選為40~90℃;干燥完成后得到有機(jī)高嶺土。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的有機(jī)高嶺土與瀝青混合前先與含烴類溶劑均勻混合,含烴類溶劑為蒽油、汽油、柴油、煤油、甲苯、苯中的一種或幾種。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:有機(jī)高嶺土與含烴類溶劑的質(zhì)量比為1:30~1:1,優(yōu)選為1:20~3:1。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中有機(jī)高嶺土與含烴類溶劑混合的溫度為40~200℃,優(yōu)選為60~150℃。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的瀝青為石油瀝青、煤瀝青中的一種或幾種,優(yōu)選為石油瀝青,更優(yōu)選為中間相瀝青。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中瀝青的軟化點(diǎn)為80~350℃,優(yōu)選為100~300℃。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中瀝青與有機(jī)高嶺土的質(zhì)量比為100:1~1:1,優(yōu)選為50:1~3:1。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中加入瀝青后混合的溫度為50~250℃,優(yōu)選為80~300℃。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:炭化處理、活化處理在惰性氣氛存在條件下進(jìn)行。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中炭化處理溫度為200~650?℃,優(yōu)選為300~600?℃。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中炭化處理完成后將得到的固體物料粉碎至粒徑為10~100μm,優(yōu)選為10~30μm。

19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(3)中的堿為無(wú)機(jī)堿,所述無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氫氧化鈣、氫氧化鎂中的一種或幾種,優(yōu)選為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀中的一種或幾種。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(3)中的活化處理?xiàng)l件如下:活化溫度為600~1000?℃,優(yōu)選為700~900?℃。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的瀝青與步驟(3)中的堿的重量比為1:0.2~1:10,優(yōu)選為1:0.8~1:3。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率型超級(jí)電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(3)中的洗滌包括堿洗、水洗和酸洗三步洗滌操作。

23.一種采用權(quán)利要求1-22中任一權(quán)利要求所述制備方法得到的高倍率型超級(jí)電容炭。

24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的高倍率型超級(jí)電容炭,其特征在于:高倍率型超級(jí)電容炭的孔道在0.6~2.0nm區(qū)間呈現(xiàn)集中分布,孔道結(jié)構(gòu)中孔徑為0.6~2.0nm的孔的孔容大于50體積%,優(yōu)選不小于60體積%,且孔徑為1~2nm的孔的孔容與孔徑為0.6~1nm的孔的孔容的比值為1~3,優(yōu)選為1.9~2.6。

25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的高倍率型超級(jí)電容炭,其特征在于:高倍率型超級(jí)電容炭的芳香片層的尺寸大小la值在4.5~6nm之間,優(yōu)選在4.6~5.8nm之間。

26.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的高倍率型超級(jí)電容炭,其特征在于:高倍率型超級(jí)電容炭的比表面積為1500~3000m2/g,優(yōu)選1800~2700?m2/g。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高倍率型超級(jí)電容炭及其制備方法,所述制備方法包括以下步驟:(1)高嶺土進(jìn)行有機(jī)插層化處理后得到有機(jī)高嶺土;(2)將有機(jī)高嶺土與瀝青混合均勻,然后進(jìn)行炭化處理;(3)將炭化后物料與堿混合進(jìn)行活化處理,然后經(jīng)洗滌、干燥后得到超級(jí)電容炭。還提供一種采用上述制備方法得到的高倍率型超級(jí)電容炭。本發(fā)明制備方法得到的高倍率型超級(jí)電容炭具有比表面積大、孔徑分布合理和離子傳輸速率快的倍率性能優(yōu)異的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員:趙麗萍,張舒冬,宋永一,李昱穎,劉繼華
受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/5/19
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