一种电容炭及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种电容炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：预处理源头调质步骤：对生物质原料进行预处理调质处理，得到调质处理后的生物质原料；其中，所述预处理调质处理包括对所述生物质原料进行粉碎、过筛、酸洗、水洗、烘干处理；低温固碳步骤：对所述调质处理后的生物质原料进行预氧化处理，得到预氧化产物；炭化步骤：对所述预氧化产物进行炭化处理，得到炭化产物；活化步骤：对所述炭化产物进行活化处理，得到电容炭。2.根据权利要求1所述的电容炭的制备方法，其特征在于，在所述酸洗处理的步骤中：采用的酸溶液包括盐酸、硝酸、硫酸中的一种或几种；优选的，所述酸溶液的浓度为0.1
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5mol/l；优选的，所述酸洗处理的步骤，具体为：将生物质原料浸泡在所述酸溶液中；优选的，浸泡时间为0.1
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24h。3.根据权利要求1所述的电容炭的制备方法，其特征在于，在所述预处理源头调质步骤之前，还包括：对生物质原料进行清洗并烘干的步骤；和/或在所述预处理源头调质步骤中：粉碎处理后的生物质原料过40
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200目的筛子。4.根据权利要求1所述的电容炭的制备方法，其特征在于，在所述预处理源头调质步骤中：采用去离子水对酸洗处理后的生物质原料进行水洗至所述生物质原料呈中性；和/或对所述水洗后的生物质原料进行烘干处理的温度为60
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90℃、时间为2
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15h。5.根据权利要求1
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4任一项所述的电容炭的制备方法，其特征在于，在所述低温固碳步骤中：在空气或氧气气氛中，将所述调质处理后的生物质原料加热至预氧化处理温度，进行预氧化处理；优选的，预氧化处理温度为100
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350℃、预氧化处理的时间为0.5
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10h；优选的，在将所述调质处理后的生物质原料加热至预氧化处理温度的过程中：升温速率为0.1
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20℃/min。6.根据权利要求1
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5任一项所述的电容炭的制备方法，其特征在于，在所述炭化步骤中：在保护气氛下，将所述预氧化产物加热至炭化温度，进行炭化处理，冷却至室温后，得到炭化产物；优选的，所述炭化温度为400
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1000℃、炭化处理的时间为0.5
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10h；优选的，在将所述预氧化产物加热至炭化温度的过程中：升温速率为0.1
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20℃/min；优选的，在低温固碳步骤中的预氧化处理结束后，将气氛切换至保护气氛，将预氧化产物由预氧化处理温度加热至炭化温度。7.根据权利要求1
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6任一项所述的电容炭的制备方法，其特征在于，在所述活化步骤中：将所述炭化产物与活化剂按照设定质量比浸渍于去离子水中，进行浸渍处理；将浸渍处理的产物烘干；然后，在保护气氛下，将浸渍处理的产物加热至活化温度进行活化处理，
冷却至室温后，水洗至中性，得到电容炭；优选的，所述活化温度为300
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1000℃、活化处理的时间为0.5
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10h；优选的，在将浸渍处理的产物加热至活化温度的过程中：升温速率为0.1
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20℃/min；优选的，所述活化剂为koh、naoh、k2co3、na2co3、zncl2、alcl3和h3po4中的一种或几种；优选的，在所述浸渍处理的步骤中：所述设定质量比为1：(0.1
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100)；优选的，浸渍处理的时间为0.5
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24h。8.根据权利要求1
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7任一项所述的电容炭的制备方法，其特征在于，所述生物质原料选用玉米叶、秸秆、稻壳、果壳中的任一种。9.根据权利要求1
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8任一项所述的电容炭的制备方法，其特征在于，所述电容炭的制备方法所制备的电容炭的收率为25
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40％。10.一种电容炭，其特征在于，所述电容炭的有机体系首次放电比电容≥35.0f/g；所述电容炭的无机体系首次放电比电容≥65.0f/g；优选的，所述电容炭的循环稳定性≥98％；优选的，所述电容炭中的金属元素铁元素的含量不超过50mg/kg、镍元素的含量不超过50mg/kg、钴元素的含量不超过20mg/kg、铜元素的含量不超过20mg/kg、钠元素的含量不超过100mg/kg、钾元素的含量不超过200mg/kg、铝元素的含量不超过200mg/kg；优选的，所述电容炭是由权利要求1
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9任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明是关于一种电容炭及其制备方法，涉及电容炭技术领域。主要采用的技术方案为：一种电容炭的制备方法，包括如下步骤：预处理源头调质步骤，对生物质原料进行预处理调质处理，得到调质处理后的生物质原料；其中，所述预处理调质处理包括对所述生物质原料进行粉碎、过筛、酸洗、水洗、烘干处理；低温固碳步骤，对所述调质处理后的生物质原料进行预氧化处理，得到预氧化产物；炭化步骤，对所述预氧化产物进行炭化处理，得到炭化产物；活化步骤，对所述炭化产物进行活化处理，得到电容炭。本发明通过加入预处理源头调质工艺和低温固碳工艺之后，使得电容炭的纯度得到了提高、性能得到了优化，同时，电容炭的收率也得到了很大的提高。电容炭的收率也得到了很大的提高。电容炭的收率也得到了很大的提高。


技术研发人员：袁淑霞 周敬杰
受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所
技术研发日：2021.04.16
技术公布日：2021/10/19