[发明专利]一种直接碳转化燃料电池活性炭的制取方法

摘要

一种直接碳转化燃料电池活性炭的制取方法，主要步骤如下：以橡木锯屑或竹片等生物质为原料制取碳化料，以K2CO3或K2CO3和KOH混合物为活化剂，在750～1000℃活化温度和氮气氛围下对炭化料进行活化得到活性炭，使用添加剂对活性炭进行Ni负载从而提高活性炭的导电性能，通过酸溶液浸渍来增加活性炭表面含氧官能团的种类和含量，同时降低活性炭灰分。处理后的活性炭比表面积可以达到1967m2/g，体积电阻率可降低至1654μΩ·m，含氧官能团在种类和含量上都有增加，灰分有大幅下降，与现有的直接碳燃料电池原料石墨、活性炭、石油焦等相比，其比表面积、导电性能、灰分和表面含氧官能团综合性能优越，更能够适应直接碳燃料电池对碳燃料的要求。

主权项

一种直接碳转化燃料电池活性炭的制取方法，其特征在于该方法包括步骤如下：第一步，炭化料制备：采用橡木锯屑或竹片作为制备高活性生物质炭粉的原材料，原材料在350～450℃炭化温度下炭化0.5～1.5h时间，使得原材料完全炭化，第二步，活性炭制取：选择强碱弱酸盐或强碱与强碱弱酸盐混合物作为活化剂，活化剂与炭化料之比为0.5～5，加入蒸馏水混合均匀，在室温下浸渍12～24h，然后在100～140℃的温度，100～200ml/min的氮气流量下干燥；干燥好的混合物在氮气保护的条件下放置在反应器中进行活化，活化温度在750～1000℃，活化时间在30～150min，活化结束后冷却至室温；最后，将活性炭用蒸馏水反复清洗过滤直至滤液为中性，100～140℃的温度，100～200ml/min的氮气流量下干燥后，收集、备用；第三步，活性炭Ni负载：使用添加剂对活性炭进行Ni负载以改进其导电性能，按照相对于活性炭重量的1～5％负载Ni，加入蒸馏水至混合物中并搅拌均匀，在氮气保护下干燥；干燥好的原料加入到反应器中，在升温速率为5～20℃/min，100～200ml/min氮气流量下加热至温度为800～1000℃后，保温30～150min后，自然冷却；第四步，活性炭表面改性和除灰：将活性炭在60～100℃酸溶液中浸渍8～24h，然后用蒸馏水清洗至中性，在100～140℃氮气保护下充分干燥后备用。