[发明专利]一种含糖木质素基脲醛树脂电容炭的制备方法

说明书

本发明一种含糖木质素基脲醛树脂电容炭的制备方法，属于生物质能源化工领域，包括如下步骤:采用酸水洗预处理，碱催化降解木聚糖和木质素得到含糖碱木质素；以含糖木质素取代甲醛为10wt％～60wt％的比例，以含糖碱木质素、甲醛和尿素为反应物，采用三元逐步共聚技术，在碱催化下合成含糖木质素基脲醛树脂胶黏剂，在快速搅拌下，将胶黏剂分散在盐酸溶液中，固化，制备含糖木质素基尿醛树脂球形颗粒；采用先炭化再活化的方法制备木质素基脲醛树脂电容炭。本发明通过控制反应条件,以含糖木质素降解产物、甲醛、尿素为原料，分别生产木质素基脲醛树脂胶黏剂、固态含糖木质素基脲醛树脂球、含糖木质素基脲醛树脂电容炭。

技术领域

本发明属于生物质能源化工领域,涉及一种含糖木质素基脲醛树脂电容炭的制备方法,具体涉及以碱溶生物质中木聚糖和木质素并同步碱催化降解产物为原料，与甲醛、尿素多元共聚生产脲醛树脂胶黏剂、脲醛树脂球形颗粒料、脲醛树脂电容炭的方法。

背景技术

对于目前飞速发展的世界经济，主要是靠消耗不可再生的化石能源达到发展的目的，但是这些化石燃料含有大量的硫化物、氮化物、一氧化碳等污染空气的气体造成了环境污染的加剧，例如近几年兴起的雾霾已经涉及到中国大部分的地区，人们越来越急迫地需要一种高效、清洁、可持续的能源以满足经济和社会可持续发展的需要。能量存储作为能源利用过程中不可缺少的技术，越来越多地被人们所关注和研究。在众多的应用领域中，最有效和实用的储能技术是二次电池、燃料电池以及超级电容器。

然而超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其具有长的循环寿命、高的充放电效率、高的功率密度及其良好的低温特性越来越多地受到人们的关注，它的比能量性能优于传统电容器，比功率性能优于二次电池。电极材料的性质直接决定着电化学电容器的电化学性能，因此研究开发具有商业应用潜力的高性能电极材料一直是近年来该领域研究者们关注的研究热点。对于生产出成本低廉、性能优异的电极材料，这为超级电容器的广泛应用提供了途径。

制备电极炭材料的原料有很多，但是木质素基脲醛树脂作为一种高分子材料具有较高的碳含量和较低的杂质含量，是制备高性能炭材料的优选原料。在其发生聚合反应的过程中能够通过改变实验条件可以控制聚合物的结构和形貌，从而得到具有特定结构和形貌的高分子聚合物使炭材料形成均一稳定的颗粒，再经过炭化和活化过程制备出具有高比表面积和发达孔径的多孔炭材料，而且整个制备过程工艺简单原材料易得，因此这正是人们所追求的一种价格低廉、性能优异的超级电容器电极材料。

近几年，国内围绕解决制备性能优良的超级电容器的电极炭材料开展了很多工作，主要是使用不同原料生产电容炭的电极材料所进行的一系列开发工作，在一定程度上提高了电极材料的使用性能，并取得了有效的成果。