[发明专利]一种面向高能量密度超级电容用磷掺杂多孔炭电极材料的制备方法

摘要

一种面向高能量密度超级电容用磷掺杂多孔炭电极材料的制备方法是将破碎后的高阶无烟煤置于重介质密度液中分层，上浮物作为精煤产物依次经过洗涤、干燥得到超纯煤，超纯煤经过碎磨筛分获得粒径为74μm的筛下产物，并与氢氧化钾进行粉碎混合后活化，经酸洗和水洗处理，干燥，与磷酸混合，经水浴搅拌、真空浸渍、烘干处理，进行第二次活化，再经洗涤、真空干燥获得磷掺杂多孔炭。本发明实现了无烟煤的深度造孔同步磷掺杂，所制备的多孔炭具有发达的介孔结构（0.78~1.48 cm³/g）、高的比表面积（1900~2200 m² g^‑1）以及稳定的表面化学的优点。

主权项

1.一种面向高能量密度超级电容用磷掺杂多孔炭电极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将破碎后的高阶无烟煤置于重介质密度液中，静置3‑30分钟后，待重介密度液中的煤样分层后，捞取上浮物，上浮物作为精煤产物依次经过洗涤、于60‑100oC下真空干燥得到灰分低于1.5wt%的超纯煤；（2）将上述超纯煤经过碎磨，碎磨产物是筛分获得粒径为74μm的筛下产物，所得分离产物与氢氧化钾按质量比1:2‑6加入高效万能粉碎机中进行粉碎混合；（3）将粉碎好的混合物置于活化炉中，在保护气氛下，以升温速率为1‑5℃/min升温到600‑800oC恒温活化0.5‑2 h，冷却后依次经酸洗和水洗处理，直至滤液澄清、pH达到7‑8，于105‑120oC干燥处理，获得一次活化料；（4）将磷酸（质量浓度为85%）与所得一次活化料按质量比为2‑5:1混合，然后依次经水浴搅拌、真空浸渍、烘干处理；（5）然后置于管式炉中，在保护气氛下进行第二次活化，以升温速率1‑5℃/min升温到600‑1500oC活化1‑3h，再经洗涤、真空干燥获得磷掺杂多孔炭。