[发明专利]一种提高电容炭的纯度的方法

说明书

本发明是关于一种提高电容炭的纯度的方法，涉及电容炭技术领域。主要采用的技术方案为：一种提高电容炭的纯度的方法，其包括如下步骤：室温下，将电容炭分散于去离子水中，得到混合液；采用两性离子交换树脂颗粒对所述混合液中的电容炭进行脱杂处理，脱除所述电容炭中的阳离子杂质和阴离子杂质，得到提纯后的电容炭；其中，所述两性离子交换树脂颗粒的离子型式为氢型和氢氧型。本发明主要用于采用两性离子交换树脂颗粒一步法同时实现对电容炭中的阳离子杂质和阴离子杂质的去除，大幅提高了电容炭的纯度，并且操作步骤简单、实验条件温和、成本低廉、环境友好，适合工业化使用。

技术领域

本发明涉及一种电容炭技术领域，特别是涉及一种提高电容炭的纯度的方法。

背景技术

超级电容器作为一种高效、经济、安全可靠的电化学储能装置，其核心优势是具有超长的循环稳定性，因此，商业化超级电容器对其电极材料的纯度有很高的要求，GB/T37386-2019《超级电容器用活性炭》中对几种金属元素(铁、镍、钴、铜、钠、钾、铝)和阴离子(Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-)等杂质含量都给出了上限指标。

目前，常规超级电容器活性炭(即，电容炭)的制备方法中，大都采用酸洗加去离子水洗涤的方法来去除上述杂质(阳离子杂质和阴离子杂质)，以提高电极材料的纯度。

但是，这种方法很难有效去除电容炭复杂孔隙深处的杂质，甚至会在酸洗过程中引入酸中Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-等阴离子杂质，从而导致电容炭材料中金属元素或阴离子的含量高于国标上限，不符合商业化使用的要求。另外，采用水洗(即，用去离子水洗涤电容炭)的方式也会造成大量水资源的浪费，并增加成本及工序。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种提高电容炭的纯度的方法，主要目的在于能同时将电容炭中的阳离子杂质和阴离子杂质脱除，提高电容炭的纯度。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种提高电容炭的纯度的方法，其包括如下步骤：

配制混合液步骤：将电容炭分散于去离子水中，得到混合液；

脱杂处理步骤：采用两性离子交换树脂颗粒对所述混合液中的电容炭进行脱杂处理，脱除所述电容炭中的阳离子杂质和阴离子杂质，得到提纯后的电容炭；其中，所述两性离子交换树脂颗粒的离子型式为氢型和氢氧型。

优选的，在所述脱杂处理步骤中：采用静态的离子交换方式脱除所述电容炭中的阳离子杂质和阴离子杂质，具体包括：向所述混合液中加入所述两性离子交换树脂颗粒，充分混合处理设定时间后，采用滤网将所述两性离子交换树脂颗粒滤除，并对滤液进行抽滤处理；对抽滤处理后得到的滤饼直接进行干燥，得到提纯后的电容炭。优选的，所述电容炭的粒径为≤0.1mm，所述两性离子交换树脂颗粒的粒径为0.15-0.8mm、所述滤网的目数为20-100目。优选的，所述两性离子交换树脂颗粒包括强酸性离子交换树脂颗粒和强碱性离子交换树脂颗粒；其中，所述强酸性离子交换树脂颗粒和强碱性离子交换树脂颗粒的粒径比为(0.85-0.9)：1。优选的，所述强酸性离子交换树脂颗粒为氢型离子交换树脂颗粒、所述强碱性离子交换树脂颗粒为氢氧型离子交换树脂颗粒；进一步优选的，强酸性离子交换树脂颗粒和强碱性离子交换树脂颗粒的质量比为(0.5-1.5)：2，优选为1:2；优选的，所述两性离子交换树脂颗粒的质量与电容炭的质量比为(0.1-10):1。优选的，所述充分混合处理的方式选用搅拌处理；其中，所述设定时间为1-12h、所述搅拌处理的速度为60-180转/分钟。