[发明专利]一种高比表面积活性炭的生产方法

说明书

本发明公开了一种高比表面积活性炭的生产方法,包括以下步骤：原料炭筛选：将原料炭过筛，选取粒度大小为6～20目的原料炭；原料炭预处理：使用氢氧化钾与筛选获得的6～20目原料炭混合，混匀后转移至微波加热装置中，通入氮气进行保护后进行微波加热，获得预处理炭；水蒸气活化：转移预处理炭至活化炉内，通入氮气排净炉内空气，通入水蒸气进行活化；二氧化碳活化：水蒸气活化结束后，通入二氧化碳，并减少通入水蒸气，进行二氧化碳活化，活化结束后继续通入氮气，直至温度降至室温，得到活化产物；出料：活化产物经洗涤、干燥后即可出料获得高比表面积活性炭。本发明方法具有操作简单，活化时间短，中孔率高，生产成本低优点。

技术领域

本发明涉及一种活性炭的生产方法，特别涉及一种高比表面积活性炭的生产方法。

背景技术

超级电容器是一种应用前景非常广阔的动力电池，具有比功率高，循环寿命长，大电流充放电，充电快速，环境友好，安全及免维护等优点，其性能取决于关键材料—高比表面积的活性炭。活性炭是利用其多孔特性来完成储存能量的，制备内部孔隙发达的高比表面积活性炭能增加电容器电解质的扩散和迁移速率，进而增加电容器的功率密度，高比表面积的活性炭还具有超强的吸附性能，因此，其应用前景十分广阔。高比表面积的活性炭的制备可分为物理活化法和化学活化法，但是传统的物理活化法工艺活化温度高，活化时间长，能耗高，设备投资大；化学活化法虽具有操作简单，活化温度低，时间短，能耗低等优点，但对设备腐蚀性大而且容易污染环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单，活化时间短，孔隙发达，生产成本低的高比表面积活性炭生产方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种高比表面积活性炭的生产方法，包括以下步骤：

1)原料炭筛选：将原料炭过筛，选取粒度大小为6～20目的原料炭；

2)原料炭预处理：使用氢氧化钾与筛选获得的6～20目的原料炭混合，混合均匀后转移至微波加热装置中，通入氮气进行保护后进行微波加热，获得预处理炭；

3)水蒸气活化：转移预处理炭至活化炉内，通入氮气排净炉内空气，通入水蒸气进行活化；

4)二氧化碳活化：水蒸气活化结束后，通入二氧化碳，并减少通入水蒸气，进行二氧化碳活化，活化结束后继续通入氮气，待温度降至室温，得到活化产物；

5)出料：活化产物经洗涤、干燥后即可出料获得高比表面积活性炭。

优选的是，步骤1)中，所述原料炭为椰壳原料炭，其挥发份为10～40％，水分≤23％，灰份≤7.0％。

优选的是，步骤2)中，氢氧化钾与原料炭的质量比为0.5～1:1，微波加热装置的加热功率为600～900W，加热时间为0.5～1h。

优选的是，步骤2)中，所述的微波加热的方式为微波频率890～940MHz，600～650℃保持10～15min，然后微波频率为2400～2500MHz，升温至800～850℃，保持20～50min。

优选的是，步骤3)中，所述水蒸气通入的流量为2～4kg/h，活化温度为700～900℃，活化时间为1～3h。

优选的是，步骤4)中，所述二氧化碳通入量为1.5～2.5Kg/h，通入二氧化碳后逐渐减少水蒸气通入量至0.5～1.5Kg/h，以5～15℃/min的速率升温至850～1000℃，并保持3～6h。

优选的是，步骤5)中，所述洗涤的顺序为水洗，酸洗，再水洗，其中，在超声波的功率为2000～3000W，频率为20～50KHz条件下进行酸洗，酸洗时间为20～30min。