[发明专利]生物质活性炭、电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物质活性炭的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将生物炭与碱的混合物于500～900℃下进行第一次活化，得前驱体A；其中，所述生物炭与所述碱的质量比为1:(0.5～5)；

(2)将前驱体A在氧化性气体的气氛中于500～900℃下进行第二次活化，得前驱体B；其中，所述氧化性气体包括水蒸气；

(3)将前驱体B洗涤至中性后干燥，得前驱体C；

(4)将前驱体C炭化，即得生物质活性炭。

2.如权利要求1所述的生物质活性炭的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述生物炭为椰壳炭或稻壳炭；

和/或，所述碱为金属氢氧化物；所述金属氢氧化物较佳地为KOH和/或NaOH；

和/或，所述生物炭与所述碱的质量比为1:(1～2)。

3.如权利要求1所述的生物质活性炭的制备方法，其特征在于，所述第一次活化的温度为600～900℃，较佳地为800～850℃；

和/或，所述第一次活化的温度的升温速率为2～5℃/min，较佳地为3℃/min；

和/或，所述第一次活化的时间为0.5～4h，较佳地为1～2h；

和/或，所述第一次活化在微波炉、管式炉、箱式炉、滚筒炉、推板窑、回转窑或回转炉中进行，较佳地为回转炉、滚筒炉或回转窑。

4.如权利要求1所述的生物质活性炭的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述生物炭与所述氧化性气体的质量比为1：(0.1～3)，较佳地为1:(1～2)；

和/或，所述述氧化性气体为水蒸气；

和/或，所述氧化性气体中还包括空气、O₂和CO₂中的一种或多种；所述氧化性气体较佳地为水蒸气和O₂，所述O₂的质量分数较佳地为0～3％；

和/或，所述氧化性气体的气氛给予方法为匀速通入所述氧化性气体；所述氧化性气体较佳地通过氮气载运，氮气与所述氧化性气体的流量比较佳地为1:(1～5)。

5.如权利要求1所述的生物质活性炭的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述第二次活化的温度为600～900℃，较佳地为800～850℃；

和/或，所述第二次活化的温度等于所述第一次活化的温度；

和/或，所述第二次活化的时间为1～3h，较佳地为1.5～2h。

6.如权利要求1所述的生物质活性炭的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述洗涤的洗涤方案依次包括：第一次酸洗、第一次水洗、第二次酸洗和第二次水洗；其中，

所述第一次酸洗采用盐酸进行；所述盐酸的质量分数较佳地为3％；所述盐酸的温度较佳地为60～100℃，更佳地为80℃；

所述第一次水洗采用50～80℃的热水进行，较佳地为60℃；

所述第二次酸洗采用盐酸与硝酸的混合酸进行；所述盐酸的质量分数较佳地为1％，所述硝酸的质量分数较佳地为1％；

所述第二次水洗采用50～80℃的热水进行，较佳地为50℃；

和/或，步骤(3)中所述干燥的温度为100～150℃，较佳地为120℃；

所述干燥的时间为4～12h，较佳地为8h。

7.如权利要求1所述的生物质活性炭的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述炭化的温度为500～850℃，较佳地为550～700℃，更佳地为600℃；

和/或，所述炭化的温度的升温速率为2～5℃/min，较佳地为3℃/min；

和/或，所述炭化的时间为1～4h，较佳地为2h；

和/或，所述炭化的设备为微波炉、管式炉、箱式炉、滚筒炉、推板窑、回转窑或回转炉，较佳地为回转炉、滚筒炉或回转窑；

和/或，所述炭化在氮气保护下或真空条件下进行；所述真空条件的真空度较佳地为-0.1Mpa。