[发明专利]一种超声波辅助制备超级活性炭的方法及其应用

权利要求书

1.一种超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将活化剂与碳化后得到的多孔碳混合，在设定温度下浸渍的同时进行超声波辅助处理，完成后静置浸渍，得到活性炭前驱体；

将所述活性炭前驱体在保护气氛和设定温度下进一步活化，然后对活化产物进行酸洗、水洗、抽滤、干燥，即得超级活性炭；

超声波辅助处理时间为1-10min；

所述静置浸渍时间为20-29min；

所述浸渍温度为40-80℃，超声波频率为20-40kHz，功率为80-500W；

所述多孔碳由含薄壁组织的草本植物废弃物及其衍生物碳化后得到；

制备方法得到的超级活性炭的比电容为342-427F/g。

2.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述活化剂包括碱类、酸类、盐类中的任意一种，其与多孔碳的质量比为3-5:1。

3.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述活化剂为KOH。

4.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，超声辅助下的浸渍和静置浸渍的总时间控制不超过30min。

5.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述进一步活化的温度为700-900℃，时间为1-3h。

6.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，保护气氛为氮气或氩气中的任意一种。

7.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述酸洗常用的酸溶液包括：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸中的任意一种或多种。

8.如权利要求7所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述酸溶液为体积比为1:1:1的盐酸、硫酸、硝酸形成的混合酸。

9.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述抽滤后活化产物的干燥温度为90-105℃，时间为24-36h。

10.如权利要求1所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，制备多孔碳的方法为：将含薄壁组织的草本植物废弃物及其衍生物在干燥温度为100-120℃下干燥12-24h；然后在保护气氛中进行碳化，碳化温度550-650℃，时间为1-3h，所述保护气氛包括氮气或氩气。

11.如权利要求10所述的超声波辅助制备超级活性炭的方法，其特征在于，所述含薄壁组织的草本植物废弃物及其衍生物的粒径为80-100目。

12.如权利要求1-11任一项所述方法制备的超级活性炭，其特征在于，比表面积为3099-3438m²/g。

13.如权利要求12所述的超级活性炭在超级电容器中的应用。

14.如权利要求13所述的应用，其特征在于，所述超级电容器在航空航天、交通运输、信息技术中的应用。