一种生物质多孔活性炭材料及其制备方法、应用
专利汇可以提供一种生物质多孔活性炭材料及其制备方法、应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及储能材料技术领域，为解决传统 生物 质 活性炭 材料杂质较高、孔结构不可调控的问题，提供了一种生物质多孔活性炭材料及其制备方法、应用，所述生物质活性炭材料以葵花籽壳为原料，经清洗、干燥、炭化、 粉碎 、活化后，清洗干燥后制得。本发明的生物质多孔活性炭材料 比表面积 大、孔径可调控，满足超级电容器和铅炭 电池 的需求，作为铅炭电池负极添加剂，可以显著改善负极 硫酸 盐 化、延长电池的 循环寿命 ；制备方法原料易得，来源丰富，成本低，步骤简单，便于工业化生产。，下面是一种生物质多孔活性炭材料及其制备方法、应用专利的具体信息内容。
1.一种生物质多孔活性炭材料，其特征在于，所述生物质活性炭材料以葵花籽壳为原料，经清洗、干燥、炭化、粉碎、活化后，清洗干燥后制得。
2.一种如权利要求1所述的生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将葵花籽壳于去离子水中清洗，干燥；
(2)将步骤(1)处理过的葵花籽壳进行炭化处理；
(3)将步骤(2)处理过的葵花籽壳进行研磨处理，得到葵花籽壳粉；
(4)在葵花籽壳粉中加入活化剂，于惰性气体中进行活化处理，然后经去离子水清洗、干燥后制得生物质多孔活性炭材料。
3.根据权利要求2所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，炭化处理温度为200～500℃，炭化处理时间为1～4h。
4.根据权利要求2所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述葵花籽壳粉的粒度为40～60目。
5.根据权利要求2所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述活化剂为碱性活化剂或酸性活化剂；活化处理的温度为600～1300℃，活化时间为0.5～2h；活化处理的升温速率控制在3～5℃/min。
6.根据权利要求5所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述碱性活化剂的添加量为碱碳质量比1：(1～20)；所述碱性活化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、碳酸钾和碳酸钠中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，所述酸性活化剂选自硫酸、磷酸、多聚磷酸和硼酸中的一种或几种；所述酸性活化剂的浓度为2～
50wt％。
8.根据权利要求2所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述惰性气体选自氮气、氩气和氦气中的一种。
9.根据权利要求2所述的一种生物质多孔活性炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，加入活化剂进行活化处理之前，先加入去离子水进行浸泡处理；当活化剂为碱性活化剂时，浸泡时间为0.5～4h；当活化剂为酸性活化剂为，浸泡时间为1～12h。
10.一种如权利要求1所述的生物质多孔活性炭材料在铅炭电池和超级电容器中的应用，其特征在于，将所述生物质多孔活性炭材料按照以下配方，进行和膏、涂板、固化，制备铅炭电池：铅粉1000份，短纤维1.1份，炭黑1.5～6份，活性炭2～60份，硫酸钡5～30份，木素
1～10份，硫酸55～60份，纯水140～160份。
一种生物质多孔活性炭材料及其制备方法、应用
技术领域
背景技术
发明内容
(2)将步骤(1)处理过的葵花籽壳进行炭化处理；
(3)将步骤(2)处理过的葵花籽壳进行研磨处理，得到葵花籽壳粉；
(4)在葵花籽壳粉中加入活化剂，于惰性气体中进行活化处理，然后经去离子水清洗、干燥后制得生物质多孔活性炭材料。干燥之前，需要将活化后的活性炭清洗过滤至中性。
(2)本发明的生物质多孔活性炭材料比表面积大、孔径可调控，满足超级电容器和铅炭电池的需求，作为铅炭电池负极添加剂，可以显著改善负极硫酸盐化、延长电池的循环寿命；
(3)制备方法原料易得，来源丰富，成本低，步骤简单，便于工业化生产。
附图说明
具体实施方式
(2)将干燥后的样品置于高温炉中，300℃炭化2h，冷却后取出；
(3)将样品研磨，得到粒度为50目的葵花籽壳粉；
(4)称取葵花籽壳粉20g，按照碳：碱的质量比为1：3，加入60g氢氧化钾，然后加入500g 去离子水，浸泡2h，然后置于高温炉氮气氛围中，按照4℃/min的升温速率升温到950℃，保温1h，自然降至室温，然后采用去离子水清洗2次后，置于干燥箱中4℃干燥12h，制得生物质多孔活性炭材料，其SEM图如图1所示，可以看出制备的生物质多孔活性炭材料呈不规则块状结构；其XRD谱图如图3中的曲线a所示，可以看出制备的材料为活性炭材料。
20％，第二次放掉50％，第三步然后根据第二部放掉的电量在充进去相同的电量，反复重复第二三步。)
如图6的等温吸脱附曲线可以得知：制备的活性炭的吸附曲线起始时呈I型；在低压端气体吸附量增速不明显，说明微孔存在不多。在中高压段气体吸附量急剧上升，出现明显的脱附滞后环，说明该活性炭具有大量的中孔(2～50nm)80％，微孔和大孔占20％。由此计算的活性炭的比表面积为1222m2/g。
采用实施例2制备的生物质多孔活性炭材料用于铅炭电池负极配方中，按照如下配方进行和膏、涂板、固化，制备实验电池：铅粉1000g，短纤维1.1g、炭黑2g、活性炭15g、硫酸钡
65g、木素4g、硫酸55、纯水150g；采用的和膏酸为1.4g/ml；
将所得活性炭样品用于铅炭电池负极配方中并测试其性能，该活性炭材料的比表面积为 852m2/g，制备成铅炭电池的30％-80％DOD下的循环寿命可达1020次(连续低于3次即为失效)。
950，保温1小时，自然降至室温，然后采用去离子水清洗2次后，置于干燥箱中4℃干燥12h，制得生物质多孔活性炭材料。测试其比表面积为1324m2/g。
(2)将干燥后的样品置于高温炉中，500℃炭化1h，冷却后取出；
(3)将样品研磨，得到粒度为60目的葵花籽壳粉；
(4)称取葵花籽壳粉20g，按照碳：碱的质量比为1：20，加入200g碳酸钾、200g氢氧化钠，然后加入500g去离子水，浸泡4h，然后置于高温炉氩气氛围中，按照3℃/min的升温速率升温到1300℃，保温0.5h，自然降至室温，然后采用去离子水清洗2次后，置于干燥箱中 5℃干燥10h，制得生物质多孔活性炭材料。测试其比表面积为1430m2/g。
(2)将干燥后的样品置于高温炉中，200℃炭化4h，冷却后取出；
(3)将样品研磨，得到粒度为40目的葵花籽壳粉；
(4)称取葵花籽壳粉20g，按照碳：碱的质量比为1：1，加入20g碳酸钠，然后加入500g 去离子水，浸泡0.5h，然后置于高温炉氮气氛围中，按照5℃/min的升温速率升温到600℃，保温2h，自然降至室温，然后采用去离子水清洗2次后，置于干燥箱中4℃干燥12h，制得生物质多孔活性炭材料。测试其比表面积为530m2/g。
1.5g、硫酸钡5g、木素3g、硫酸55、纯水140g；采用的和膏酸为1.4g/ml。
由表1可以看出，比较实施例1-5和对比例3的电池循环寿命，添加本发明制备的生物质多孔活性炭材料以后，电池的循环性能是之前的10-20倍；未添加本发明制备的生物质多孔活性炭材料的电池在30％-80％DOD的条件下循环寿命只有几十次，电池的循环性能差。比较实施例1-5和对比例2可知，炭化温度对生物质多孔活性炭材料的电容值影响很大，炭化温度过低(低于200℃)，会导致电容值过小；比较实施例1-5和对比例1可知，活化处理升温速率决定最终产品的孔结构，当升温速率超出本发明的范围，所得生物质多孔活性炭材料中的中孔占比明显降低(低于50％)。
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