一种提高酚醛基活性碳纤维比电容的方法，它包括对酚醛基活性炭纤维进行氧化处理、洗涤干燥、检测氧化后酚醛基活性碳纤维的电容性能工艺步骤。本发明专利技术采用氧化剂在无机酸介质中氧化处理酚醛基活性碳纤维，制备成高容量电化学电容器电极碳酸材料。经本发明专利技术处理后的酚醛基活性碳纤维质量比容量是未氧化处理的酚醛基活性碳纤维质量比容量的２．２倍。本发明专利技术与现有方法相比，具有方法简单、所用原料易得、产品成本低等优点，采用本发明专利技术方法处理过材料的质量比电容得到有效地提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于活性炭材料
，具微及妾採用氧化齐诉口无机IW酚麟活 性炭纤维氧化处理，提高酚醛基活性炭纤维比电容的方法。技术背景酚醛基活性炭纤维(ACF)比表面积高，孔径分布窄且可控，吸脱附性能优良，可广泛用于气、液相中多种物质的吸附。由于酚 活性炭纤维的纯度高，杂原子含量少，尤其是金属原子含量少，可作为催化剂载体；此外，由于其独特的三维交 联结构，使其残炭量高，导电性优良，是超级电化学电容器理想的电极材料。超级 电化学电容器在无机电解液中的储能不仅和多孑L材料的孔结构相关，而且和孔表面 醌基含氧官能团相关。前者赋予电极材料双电层电容，后者赋予电化学赝电容。通 过调控活性炭材料孔结构的方法，可提高其在无机电解液中的双电层电容量，但是 提高幅度有限(Carbon 44 (2006) 2360 - 2367， Electrochimica Acta 50 (2005) 1197 - 1206， Journal of Power Sources 161 (2006) 730-736)。如果通过化学 方法处理活性炭材料，使其表面含有醌类官能团，不仅能提高电极的可极化程度， 还可提高电解液与电极材料的浸润性，进而获得电化学赝电容，提高电化学电容器 的能量密度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种方法简便、产品成本低、有效提高酚 醛基活性炭纤维比电容的方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括下述步骤 1、对酚醛基活性炭纤维氧化处理将酚M活性炭纤维、去离子水、氧化剂、无机酸依次加到容器中，酚,活 性炭纤维与去离子水、氧化剂、无机酸的重量份比为1: 200: 20 45: 20 70，搅 拌，加热，35 95。C对酚醛基活性炭纤维氧化处理3 12小时。上述的酚隨活性炭纤维按照专利号为3714111的美国专利所公开的方法制备 得到；战的无机酸为盐酸或硝酸或硫酸，氧化剂为氯酸钾或高锰酸钾或高氯酸钾。2、 洗涤干燥将氧化后的酚醛基活性炭纤维取出用去离子水洗至中性，放入鼓风干燥箱内 90 13(TC干燥。3、 检测氧化处理后酚醛基活性炭纤维的比电容(1) 制备电极片将氧化处理后的酚,活性炭纤维研磨至粒径小于0. 075咖，加入超导电乙炔 炭黑、质量浓度为60%的聚四氟乙烯乳液，氧化的酚隨活性炭纤维与超导电乙炔 炭黑、质量浓度为60%的聚四氟乙烯乳液的质量比为87: 12: 1，搅拌混匀，用压 片机在0.2 MPa压力下压成直径为9 mm、厚度为0.3咖的电极片。上述的超导电乙，黑的规格为50%压縮，由上海荣仲实业有限公司生产；质 量浓度为60%的聚四氟乙烯乳液，型号为SFN-1，由四川晨光化工研究院生产。(2) 制备模拟电容器将电极片方从真空千燥箱内，125。C真空千燥5小时，浸入浓度为7 mol/L的 K0H溶液中，-0.09 MPa真空状态下浸泡1小时，在两个电极片中间夹一层厚度为 25频的聚丙烯隔膜，以厚度为0. 9mm的泡沫镍薄膜作集电极，^A由聚四氟乙烯 制成的模拟电容器中，制备成模拟电容器。(3) 测试模拟电容器的电容性能参数用电池测试系统测试模拟电容器的电容性能参数。在本专利技术的对酚 活性炭纤维进行氧化处理工艺步骤1中，酚醛基活性炭纤 维与去离子水、氧化剂、无机酸的雌重量份比为l: 200: 25 45: 30 60，搅拌， 加热，优选45 75-C对酚醛基活性炭纤维氧化处理3 9小时。在本专利技术的对酚M活性炭纤纟ti4行氧化处理工艺步骤l中，酚,活性炭纤维与去离子水、氧化剂、无机酸的最佳重量份比为l: 200: 40: 40，搅拌，加热， 最佳65'C对酚醛基活性炭纤维氧化处理6小时。本专利技术采用氧化剂在无机酸介质中氧化处理酚 活性炭纤维，制备成高容量 电化学电容器电极碳材料。专利技术人将经本专利技术氧化处理后的酚醛基活性炭纤维制备 成的模拟电容器与未氧化处理的酚醛基活性炭纤维制备成的模拟电容器进行了对 比测试，结果表明，经氧化处理后的酚醛基活性炭纤维质量比容量是未氧化处理的 酚tt活性炭纤维质量比容量的2. 2倍。本专利技术与现有方法相比，具有方法简单、 所用原料易得、产品成本低等优点，可用于对酚醛基活性炭纤维氧化处理。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术不限于这些实施例。 实施例1以被氧化的材料酚,活性炭纤维lg为例，所用的其它材料和配比以及制备 方法如下1、 对酚醛基活性炭纤维氧化处理取酚,活性炭纤维lg、去离子水200g、高锰酸钾40g、质量浓度为6涨的硝 酸溶液58. 82g依次加到500mL三口烧瓶中，酚M活性炭纤维与去离子水、高锰 ,、硝酸的重量份比为1: 200: 40: 40，搅拌，加热，65*€对酚醛基活性炭纤维 氧化处理6小时。上述的酚 活性炭纤维按照专利号为3714111的美国专利所公开的方法制备 得到。2、 洗涤干燥将氧化后的酚醛基活性炭纤维取出用去离子水洗至中性，放入鼓风干燥箱内 12(TC干燥，干火激M可在65 13(TC任意选取，对氧化后酚M活性炭纤维的性能 没有影响。3、 检测氧化后酚醛基活性炭纤维的电容性能(1) 制备电极片将氧化B喿后的酚tt活性炭纤维研磨至粒径小于0.075mm，加入超导电乙炔 炭黑、质量浓度为60%的聚四氟乙烯乳液，氧化的酚隨活'腺纤维与超导电乙炔 炭黑、质量浓度为60%的聚四氟乙烯乳液的质量比为87: 12: 1，搅拌混匀，用压 片机0. 2 MPa压力压成直径为9 mm、厚度为0. 3mm的电极片。上述的超导电乙炔炭黑的规格为50%压縮粉沫，质量浓度为60%的聚四氟乙烯 乳液，型号为SFN-1。(2) 制备模拟电容器将电极片放入真空干燥箱内，125。C真空干燥5小时，浸入浓度为7 mol/L的 K0H溶液中，-0.09 MPa真空状态下浸泡1小时，在两个电极片中间夹一层厚度为 25um的聚丙烯隔膜，以厚度为0. 9rnn的泡沫镍薄膜作集电极，装入由聚四氟乙烯 制成的模拟电容器中，制备成模拟电容器。(3) 测试模拟电容器的电容性能参数用电池测试系统测谢莫拟电容器的电容性能参数，经检测氧化后酚隨活性炭纤维的质量比电容为308F/g。 实施例2以被氧化的材料酚 活性炭纤维lg为例，所用的其它材料和配比以及制备 方法如下本实施例的 酚 活性炭纤维氧化处理工艺步骤1中，高锰,为氧化剂, 硝酸为无机酸，取酚,活性炭纤维lg、去离子水200g、高^钾45g、质量浓度 为6涨的硝酸溶液29. 41g依次加到500mL三口烧瓶中，酚 活性炭纤维与去离子 水、高锰,、硝酸的重量份比为l: 200: 45: 20，搅拌，加热，65C对酚,活 性炭纤维氧化处理6小时。其它工艺步骤与实施例l相同。经氧化处理后的酚 活性炭纤维制备j^莫拟电容器，用电池测试系统测^t莫拟电容器的电容性能参数， 质量比电容为262F/g。实施例3以被氧化的材料酚縫活性炭纤维lg为例，所用的其它材料和配比以及制备 方法如下-本实施例的在对酚醛基活性炭纤维氧化处理工艺步骤l中，高锰,为氧化剂， 硝酸为无机酸，取酚SIS活性炭纤维lg、去离子水200g、高f，钾20g、质量浓度 为68%的硝酸溶液58. 82g依次加到500mL三口烧瓶中，酚,活性炭本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高酚醛基活性炭纤维比电容的方法，其特征在于它包括下述步骤：（１）对酚醛基活性炭纤维进行氧化处理将酚醛基活性炭纤维、去离子水、氧化剂、无机酸依次加到容器中，酚醛基活性炭纤维与去离子水、氧化剂、无机酸的重量份比为１∶２００∶２０～４５∶２０～７０，搅拌，加热，３５～９５℃对酚醛基活性炭纤维氧化处理３～１２小时；上述的无机酸为盐酸或硝酸或硫酸，氧化剂为氯酸钾或高锰酸钾或高氯酸钾；（２）洗涤干燥将氧化后的酚醛基活性炭纤维取出用去离子水洗至中性，放入鼓风干燥箱内６５～１３０℃干燥；（３）检测氧化后酚醛基活性炭纤维的电容性能①制备电极片将氧化干燥后的酚醛基活性炭纤维研磨至粒径小于０．０７５ｍｍ，加入超导电乙炔炭黑、质量浓度为６０％的聚四氟乙烯乳液，氧化的酚醛基活性炭纤维与超导电乙炔炭黑、质量浓度为６０％的聚四氟乙烯乳液的质量比为８７∶１２∶１，搅拌混匀，用压片机０．２ＭＰａ压力压成直径为９ｍｍ、厚度为０．３ｍｍ厚的电极片；②制备模拟电容器将电极片放入真空干燥箱内，１２５℃真空干燥５小时，浸入浓度为７ｍｏｌ／Ｌ的ＫＯＨ溶液中，－０．０９ＭＰａ真空状态下浸泡１小时，在两个电极片中间夹一层厚度为２５μｍ的聚丙烯隔膜，以厚度为０．９ｍｍ的泡沫镍薄膜作集电极，装入由聚四氟乙烯制成的模拟电容器中，制备成模拟电容器；③测试模拟电容器的电容性能参数用电池测试系统测试模拟电容器的电容性能参数。...
【技术特征摘要】
1、一种提高酚醛基活性炭纤维比电容的方法，其特征在于它包括下述步骤(1)对酚醛基活性炭纤维进行氧化处理将酚醛基活性炭纤维、去离子水、氧化剂、无机酸依次加到容器中，酚醛基活性炭纤维与去离子水、氧化剂、无机酸的重量份比为1∶200∶20～45∶20～70，搅拌，加热，35～95℃对酚醛基活性炭纤维氧化处理3～12小时；上述的无机酸为盐酸或硝酸或硫酸，氧化剂为氯酸钾或高锰酸钾或高氯酸钾；(2)洗涤干燥将氧化后的酚醛基活性炭纤维取出用去离子水洗至中性，放入鼓风干燥箱内65～130℃干燥；(3)检测氧化后酚醛基活性炭纤维的电容性能①制备电极片将氧化干燥后的酚醛基活性炭纤维研磨至粒径小于0.075mm，加入超导电乙炔炭黑、质量浓度为60％的聚四氟乙烯乳液，氧化的酚醛基活性炭纤维与超导电乙炔炭黑、质量浓度为60％的聚四氟乙烯乳液的质量比为87∶12∶1，搅拌混匀，用压片机0.2MPa压力压成直径为9mm、厚度为0.3mm厚的电极片；②制备模拟电容器将电极片放入真空干燥箱内，12...
【专利技术属性】
技术研发人员：董文生，刘春玲，刘小军，潘艳平，胡佳妮，张贞，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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