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一種層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭及其制備方法與流程

文檔序號:41956455發(fā)布日期:2025-05-20 16:50閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭的制備方法,包括下述步驟:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)中的二氧化錳的晶型為δ-mno2,形貌為片層狀,二氧化錳的片層厚度為5~100nm,優(yōu)選10~50nm;二氧化錳的片層大小為(20~50)×(200~500)nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)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;瀝青的軟化點為80~350?℃,優(yōu)選100~300?℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:瀝青與二氧化錳的重量比為20:1~2:1,優(yōu)選10:1~3:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)中引入石油焦,石油焦選自于海綿焦、針狀焦中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:石油焦的粒度為10~500μm,優(yōu)選為20~100μm;石油焦中的揮發(fā)分含量為5wt%~20wt%。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:瀝青與石油焦的重量比為20:1~1:1,優(yōu)選10:1~2:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)中和步驟(2)中所述的惰性氣氛為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣中的一種或幾種,優(yōu)選為氮氣。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)得到的第一物料進(jìn)行破碎處理,第一物料經(jīng)破碎后粒徑為10~100μm,優(yōu)選為10~30μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(1)中的炭化處理溫度為80~350℃,優(yōu)選100~300℃。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的活化劑為ia族金屬和/或iia族金屬的氫氧化物、碳酸鹽中的一種或兩種以上的混合物。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的活化劑選自于氫氧化鈉、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)選氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀中的一種或幾種。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的活化條件如下:活化溫度為600~1000℃,優(yōu)選為700~900℃。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的第一物料與活化劑的重量比為1:0.2~1:10,優(yōu)選為1:1~1:3。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的洗滌包括一次水洗、酸洗和二次水洗操作,洗為用去離子水或超純水洗滌若干次,酸洗用的酸溶液為濃鹽酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%~38%。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述超級電容炭的制備方法,其特征在于:步驟(2)中的干燥溫度為60~150℃,優(yōu)選為60~120℃。

17.一種采用權(quán)利要求1-16中任一權(quán)利要求所述制備方法得到的層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭,其特征在于:層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭的孔道在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的孔的孔容占總孔容的比例大于50%,優(yōu)選不小于60%;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。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭,其特征在于:層狀結(jié)構(gòu)超級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。

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭,其特征在于:層狀結(jié)構(gòu)超級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)明公開了一種層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭及其制備方法,所述制備方法包括下述步驟:(1)在混合條件下,將瀝青、二氧化錳混勻,然后在惰性氣氛下進(jìn)行炭化處理,得到第一物料;(2)將第一物料與活化劑在惰性氣氛下進(jìn)行活化處理,然后經(jīng)洗滌、干燥得到層狀結(jié)構(gòu)的超級電容炭。本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法得到的超級電容炭。本發(fā)明提供一種層狀結(jié)構(gòu)超級電容炭及其制備方法,得到比表面積大、孔徑分布合理和離子傳輸速率快的倍率性能優(yōu)異的電容炭。

技術(shù)研發(fā)人員:袁俊,趙麗萍,張舒冬,宋永一,李昱穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國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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