專利名稱：用硬質果殼制作電容器專用活性炭的方法
技術領域：
本發明涉及一種高比表面專用活性炭的制備方法，特別是主分類為COIB31/08用硬質果殼制作超級電容器電極活性炭的方法。
背景技術：
超級電容器是二十世紀八十年代開始在世界上出現的物理電源儲存新技術，超級電容器電極的核心材料是高性能、高比表面積、指定孔隙大小的高性能超級電容器專用活性炭(簡稱電極炭)。電極炭在上世紀80年代由美國AMOCO公司開發，但只能少量商業化生產，隨后日本也開始少量商業化生產，中國自1993年開始研究，至今未能真正實現工業化生產。美國、日本生產電極炭是以樹脂和同性瀝青為原料，專利號為01123095.9，名稱“活性炭及其生產方法、可極化電極、以及雙電層電容器”，該技術由日本一家企業研制發明，是由顆粒狀各向同性的瀝青經熱處理和活化制作靜電容大的活性炭；專利號為00118967.0。名稱“制作超級電容器電極的活性炭制備方法”由天津大學公開了一種制作超級電容器電極的活性炭制作方法，該方法是以酚醛樹脂為原料，主要經過焦化、炭化、活化處理，再經水洗、烘干制得所需活性炭。上述方法特別是以樹脂為原料生產的電極炭價格昂貴，一般在80～160萬元/噸(人民幣)。這也是難以實現大量商業化生產的主要原因。目前硬質果殼如杏、榛、核桃、棗核等各種核殼，大都用來作燃料使用，部分行業用硬質果殼制作食糖脫色用活性炭，由于該類活性炭所能達到的孔隙分布、比表面積等技術指標不高，只能用于食糖脫色、飲水凈化行業，對于那些要求比表面積較高、吸附能力較強、孔隙分布能夠滿足特殊專業的領域，該類活性炭將遠遠不能達到。
發明內容
本發明的目的是提供一種用硬質果殼為原料制作電容器專用活性炭的方法，利用該方法制備的活性炭，比表面積大，吸附能力優良，孔隙分布合理；制作成本平均10～15萬元/噸(人民幣)，該活性炭最適合應用于雙電層電容器制造，是超級電容器電極的核心材料。
為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的是采用硬質果殼為原料，經炭化、活化、水洗、烘干處理來制取電容器電極專用活性炭的方法，其技術特征是a)原料經篩選、破碎粒度至3～5mm，于400～500℃炭化處理1～2小時；b)將炭化料與氫氧化鈉和氫氧化鉀按1∶1.0～2.5∶04.～1.2重量配比混合，于700～800℃活化處理2～3小時；c)將活化物料加入水中冷卻，濾出物料水洗并加酸中和，水洗液PH值至6～7，烘干后即可得到成品。
本發明還可以通過以下技術方案來實現經實驗本發明炭化溫度適宜于450～480℃。采用化學活化工藝，在活化劑KOH、NaOH、ZnCL、CaCL2當中選用NaOH和KOH為本方法的組合活化劑，炭化料與氫氧化鈉和氫氧化鉀的重量配比為選擇為1∶1.5～2.0∶0.6～1.0，活化溫度選擇為750～800℃，時間為2～3小時較適宜，當活化溫度繼續升高、活化時間越長，活性炭的綜合理化性能不是提高，而是降低，炭堿配比將影響活性炭孔隙的形成，冷卻后的濾出物料水洗加入鹽酸中和。所用的硬質果殼為杏核殼、椰殼、核桃殼、榛子殼、桃核殼、棗核殼、山楂籽等各種堅硬果實的核殼。
實施例以列表形式表達。
將杏核殼1000g破碎，粒度在3～5mm，于450℃±5溫度下炭化2小時，再將炭化料與90％氫氧化鈉1780g和85％氫氧化鉀825g(工業品含量80～90％)混合均勻，于750±5℃溫度下在轉式活化爐內活化處理2小時，將活化物料迅速放入水中冷卻，濾出物料水洗加鹽酸中和，使水洗液PH值達6～7，將物料烘干研磨至需要顆粒細度即可。
本發明產品與樹脂法產品對比表
用本發明制備的活性炭，由上表列出的放電時間可以看出，放電時間越長，說明活性炭孔隙分布越合理；在選定一適宜的活化溫度區間同時，組合活化劑以及適宜的配比量也是提高活性炭綜合理化指標的關鍵因素。本發明產品經近年來為國內有關能源企業試用證明，該產品極適用于雙電層超級電容器電極的制作，品質和綜合技術指標優于目前世界同類產品，產品價格極具競爭力。
權利要求
1.用硬質果殼制作電容器專用活性炭的方法，它是以廢棄硬質果殼為原料，經炭化、活化、水洗、烘干處理而得到，其特征是a)原料經篩選、破碎粒度至3～5mm，于400～500℃炭化處理1～2小時；b)將炭化料與氫氧化鈉和氫氧化鉀按1∶1.0～2.5∶04.～1.2重量配比混合，于700～800℃活化處理2～3小時；c)將活化物料加入水中冷卻，濾出物料水洗并加酸中和，水洗液PH值至6～7，烘干后即可得到成品。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述的炭化溫度為450～480℃。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征是炭化料與氫氧化鈉和氫氧化鉀的重量配比為1∶1.5～2.0∶0.6～1.0。
4.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述活化溫度為750～800℃。
5.按照權利要求1所述的方法，其特征是中和酸為鹽酸。
6.按照權利要求1所述的方法，其特征是所述的硬質果殼為杏核殼、椰殼、核桃殼、榛子殼、桃核殼、棗核殼、山楂籽。
全文摘要
本發明是用硬質果殼制作電容器專用活性炭的方法，它是以廢棄硬質果殼為原料，經炭化、活化、水洗、烘干處理而得到，原料經篩選、破碎粒度至3～5mm，于400～500℃炭化處理1～2小時；將炭化料與氫氧化鈉和氫氧化鉀按1∶1.0～2.5∶0.4～1.2重量配比混合，于700～800℃活化處理2～3小時；將活化物料加入水中冷卻，濾出物料水洗并加酸中和，水洗液pH值至6～7，烘干后即可得到成品。利用該方法制備的活性炭，比表面積大，吸附能力優良，孔隙分布合理，綜合理化指標優于目前世界同類產品，制作成本為10～15萬元/噸(人民幣)，該產品最適合應用于雙電層電容器電極的制作。
文檔編號H01G9/042GK1824604SQ200510047259
公開日2006年8月30日 申請日期2005年9月19日 優先權日2005年9月19日
發明者古可隆, 李國君 申請人:古可隆, 李國君