本發(fā)明屬于超級(jí)電容器電極材料領(lǐng)域，涉及一種活性炭、其制備方法及在超級(jí)電容器電極的用途。

背景技術(shù)：

超級(jí)電容器技術(shù)的發(fā)展核心是電極材料，開(kāi)發(fā)高性能、低成本的電極材料是超級(jí)電容器研究工作的重要內(nèi)容。其中，活性炭材料由于具有穩(wěn)定的使用壽命及大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)基礎(chǔ)而被廣泛采用，以滿足電動(dòng)汽車(chē)等對(duì)超級(jí)電容器高能量/高功率密度的迫切需求?；钚蕴渴且环N孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大、成本相對(duì)低廉的功能型碳材料，是商用化超級(jí)電容器主要的電極材料。

活性炭的制備通常需經(jīng)過(guò)高溫預(yù)炭化處理，因而增加了工業(yè)生產(chǎn)中的步驟，提高了成本，這也是目前活性炭制備過(guò)程中一個(gè)比較普遍的問(wèn)題。同時(shí)，炭化很容易引起活性炭前驅(qū)體結(jié)構(gòu)坍塌，從而破壞原料自身的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致活化反應(yīng)不均勻，活性炭孔結(jié)構(gòu)混亂無(wú)序。目前，化學(xué)活化法制備活性炭通常是以氫氧化鉀為活化劑，在制備高比表面積活性炭時(shí)，往往需要較高的活化劑用量以及較高的活化溫度，這將導(dǎo)致活化收率降低，能耗增加，提高了生產(chǎn)成本且污染嚴(yán)重；此外，制得的活性炭孔徑主要分布在微孔范圍內(nèi)，孔徑分布難以調(diào)控，在超級(jí)電容器中的應(yīng)用大大受限。

生產(chǎn)活性炭的原料主要包括植物類(lèi)，石油焦類(lèi)和高分子樹(shù)脂類(lèi)。通常，植物果殼，石油焦和高分子樹(shù)脂質(zhì)硬，加工性能差；且結(jié)構(gòu)致密，比較難以活化。用它們?yōu)樵现苽浠钚蕴繒r(shí)，需先進(jìn)行預(yù)處理，以調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低活化難度；同時(shí)使易揮發(fā)物質(zhì)燒失，形成一定的孔隙度，以增大與活化劑的接觸面積，提高活化效率及活化劑的利用率。如中國(guó)專(zhuān)利CN104891491B公開(kāi)了一種超級(jí)電容器用竹筍殼基活性炭的制備方法，中國(guó)專(zhuān)利CN 102838115B公開(kāi)了一種超級(jí)電容器用石油焦基高比表面積活性炭的制備方法，中國(guó)專(zhuān)利CN 1291587A公開(kāi)了一種以酚醛樹(shù)脂為原料制作超級(jí)電容器電極的活性炭制備方法，然而它們共同的特點(diǎn)是首先需要對(duì)活性炭原料進(jìn)行或焦化，或碳化，或預(yù)氧化等預(yù)處理步驟。

因此，開(kāi)發(fā)一種工藝簡(jiǎn)單、成本低、比表面積和孔徑分布可控的活性炭，是超級(jí)電容器電極材料領(lǐng)域的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高性能，比表面積和孔徑分布可控的活性炭、其制備方法及在超級(jí)電容器電極的用途。本發(fā)明通過(guò)對(duì)活性炭原料粒度、熔融浸漬工藝以及活化工藝的調(diào)整，促進(jìn)了活化劑對(duì)原料的浸漬熔融及活化效果，增強(qiáng)了接觸，提高了活化反應(yīng)的均勻性和充分性，同時(shí)降低了活化劑的團(tuán)聚和泡化現(xiàn)象，本發(fā)明的活性炭的比表面積大于2000m²/g，采用本發(fā)明的活性炭制成的超級(jí)電容器電極具有很高的容量，質(zhì)量比電容大于130F/g。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種活性炭的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將活性炭原料與活化劑混合，加熱，在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行活化劑熔融浸漬處理；

(2)繼續(xù)升溫，對(duì)步驟(1)得到的熔融浸漬產(chǎn)物進(jìn)行活化處理；

(3)將步驟(2)得到的活化產(chǎn)物在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行熱處理，得到活性炭。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活性炭原料為植物果殼、煅前石油焦或高分子樹(shù)脂中的任意一種或至少兩種的混合物。

本發(fā)明所述植物果殼例如為椰殼、杏殼、核桃殼和荔枝殼等。但并不限于上述列舉的植物果殼，其他可達(dá)到相同效果的植物果殼也可用于本發(fā)明。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活性炭原料為經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料和/或未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料，優(yōu)選為未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料。

所述“經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料和/或未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料”中的“預(yù)處理”為本領(lǐng)域常用的預(yù)處理方式，比如碳化處理、焦化處理和預(yù)氧化處理等。

本發(fā)明的活性炭原料的自身結(jié)構(gòu)和骨架較為有序，表面官能團(tuán)含量高，與本發(fā)明所述的活化劑經(jīng)熔融浸漬工序和活化工序，可以達(dá)到很好的反應(yīng)和活化，降低活化反應(yīng)進(jìn)行的難易程度，有利于孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控。

本發(fā)明的方法針對(duì)的原料既可以是經(jīng)過(guò)本領(lǐng)域的預(yù)處理方法進(jìn)行預(yù)處理后的活性炭原料，也可以是未經(jīng)過(guò)本領(lǐng)域的預(yù)處理方法預(yù)處理的活性炭原料。這兩種情況下，采用本發(fā)明的方法先與活化劑混合，加熱，在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行熔融浸漬處理，繼續(xù)升溫實(shí)現(xiàn)活化，再熱處理均可性能優(yōu)異的活性炭，活性炭的比表面積大于2000m²/g，而且，采用本發(fā)明的活性炭制成的超級(jí)電容器電極具有很高的容量，質(zhì)量比電容大于130F/g。

當(dāng)使用的原料為未經(jīng)過(guò)本領(lǐng)域的預(yù)處理方法預(yù)處理的活性炭原料時(shí)，不僅保證了優(yōu)良的性能(活性炭比表面積大于2000m²/g，采用該活性炭制成的超級(jí)電容器電極的質(zhì)量比電容大于130F/g)，而且減少了工序，無(wú)需進(jìn)行常規(guī)的預(yù)處理工序，工藝更為簡(jiǎn)便，降低了人力和能耗，降低了成本。

本發(fā)明所述高分子樹(shù)脂例如為酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯和聚氨酯等。但并不限于上述列舉的高分子樹(shù)脂，其他本領(lǐng)域常用的高分子樹(shù)脂也可用于本發(fā)明。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑為堿金屬氫氧化物、氯化鋅或磷酸中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為堿金屬氫氧化物，進(jìn)一步優(yōu)選為氫氧化鈉。

本發(fā)明所述堿金屬氫氧化物例如為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫等。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑的物態(tài)為固體粉末，所述活化劑的形貌包括但不限于顆粒、片狀或珠狀中的任意一種或至少兩種的組合。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑的粒徑為0.1mm～3mm，例如為0.1mm、0.3mm、0.5mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.5mm、2.75mm或3mm等，優(yōu)選為0.5mm～2mm。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑為0.5mm～2mm的氫氧化鈉珠狀顆粒。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活性炭原料和所述活化劑的質(zhì)量比為1:(1～5)，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:3.8、1:4、1:4.5或1:5等，優(yōu)選為1:(2～4)。

優(yōu)選地，所述固相混合的方法為：活性炭原料與活化劑直接混合均勻，比如將活性炭原料與活化劑放入一個(gè)裝置中，簡(jiǎn)單搖晃實(shí)現(xiàn)混合即可。

優(yōu)選地，所述水相混合的方法為：活性炭原料與活化劑水溶液混合均勻后，120℃將水分蒸干。

優(yōu)選地，所述球磨混合的方法為：活性炭原料與活化劑混合后球磨。

優(yōu)選地，步驟(1)所述惰性氣體為氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或氙氣中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑熔融浸漬處理的溫度為200℃～400℃，例如為200℃、220℃、230℃、240℃、255℃、265℃、280℃、300℃、315℃、330℃、340℃、350℃、365℃、380℃或400℃等，優(yōu)選為320℃。

優(yōu)選地，升溫至所述所述活化劑熔融浸漬處理的溫度的升溫速率為1℃/min～10℃/min，例如為1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6.5℃/min、8℃/min或10℃/min等，優(yōu)選為2℃/min～5℃/min；

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑熔融浸漬處理的時(shí)間為1h～6h，例如為1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h或6h等，優(yōu)選為2h～4h。

優(yōu)選地，步驟(1)所述活化劑熔融浸漬處理在封閉式爐體內(nèi)進(jìn)行；

優(yōu)選地，所述封閉式爐體為箱式爐、真空爐、回轉(zhuǎn)爐、輥道爐、推板爐或管式爐中的任意一種，優(yōu)選為箱式爐；

優(yōu)選地，步驟(2)所述活化處理的溫度為500℃～1000℃，例如為500℃、550℃、600℃、625℃、650℃、675℃、700℃、720℃、740℃、755℃、770℃、780℃、800℃、825℃、850℃、880℃、900℃、925℃、950℃或1000℃等，優(yōu)選為600℃～800℃。

優(yōu)選地，升溫至所述所述活化處理的溫度的升溫速率為1℃/min～10℃/min，例如為1℃/min、2.5℃/min、3.5℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、8℃/min、9℃/min或10℃/min等，優(yōu)選為2℃/min～5℃/min。

優(yōu)選地，步驟(2)所述活化處理的時(shí)間為0.5h～5h，例如0.5h、1h、1.5h、2h、3h、3.5h、4h或5h等，優(yōu)選為1h～3h。

優(yōu)選地，步驟(3)所述惰性氣體為氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或氙氣中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選為氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選地，步驟(3)所述熱處理的溫度為400℃～1100℃，例如為400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、775℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃或1100℃等，優(yōu)選為600℃～1000℃。

優(yōu)選地，升溫至所述所述熱處理的溫度的升溫速率為1℃/min～10℃/min，例如為1℃/min、2℃/min、3℃/min、5℃/min、7℃/min、8℃/min或10℃/min等，優(yōu)選為2℃/min～5℃/min。

優(yōu)選地，步驟(3)所述熱處理的時(shí)間為0.5h～6h，例如為0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.2h、4.5h、4.8h、5h、5.5h或6h等，優(yōu)選為1h～3h。

作為本發(fā)明所述方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括在步驟(1)之前進(jìn)行步驟(1)’：對(duì)活性炭原料進(jìn)行干燥、粉碎以及過(guò)篩的步驟。

當(dāng)本發(fā)明進(jìn)行步驟(1)’時(shí)，步驟(1)中的活性炭則替換為步驟(1)’處理后的活性炭材料。

優(yōu)選地，所述過(guò)篩使用的篩網(wǎng)的目數(shù)為10目～100目，例如10目、20目、30目、40目、60目、80目或100目，優(yōu)選為30目。通過(guò)控制活性炭原料的粒徑，可以增強(qiáng)活化劑與活性炭原料的接觸，提高熔融浸漬以及活化反應(yīng)的均勻性和充分性，還可以降低活化劑的團(tuán)聚和泡化，從而減少堿的用量。

作為本發(fā)明所述方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括在步驟(2)之后步驟(3)之前進(jìn)行步驟(3)’：對(duì)步驟(2)得到的活化產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、純化、球磨/粉碎和過(guò)篩的步驟。

其中，所述“球磨/粉碎”指球磨或粉碎。

優(yōu)選地，所述純化的步驟為：采用熱鹽酸溶液和熱水進(jìn)行純化至pH＝6～7。

優(yōu)選地，所述熱鹽酸溶液的濃度為1wt％～5wt％，例如為1wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％或5wt％等。

優(yōu)選地，所述純化的溫度為80℃～90℃，例如為80℃、82℃、85℃、87℃、88℃或90℃等。

優(yōu)選地，經(jīng)過(guò)步驟(3)’之后得到的產(chǎn)物的粒徑D₅₀為4μm～15μm，例如為4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm或12μm等，優(yōu)選為4μm～10μm。

當(dāng)本發(fā)明進(jìn)行步驟(3)’時(shí)，步驟(3)中的活化產(chǎn)物則替換為步驟(3)’處理后的活化產(chǎn)物。

作為本發(fā)明所述活性炭的制備方法的進(jìn)一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法包括以下步驟：

(1)’：對(duì)未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料進(jìn)行干燥、粉碎以并過(guò)10目～100目篩，得到過(guò)篩后的活性炭原料；

(1)將步驟(1)’得到的過(guò)篩后的活性炭原料與活化劑按質(zhì)量比1:(1～5)混合，加熱，在惰性氣體保護(hù)下于200℃～400℃活化劑熔融浸漬處理1h～6h；

(2)繼續(xù)升溫，對(duì)步驟(1)得到的熔融浸漬產(chǎn)物于500℃～1000℃進(jìn)行活化處理；

(3)’：對(duì)步驟(2)得到的活化產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、純化、球磨和過(guò)篩的步驟，得到處理后的活化產(chǎn)物；

(3)將步驟(3)’得到的處理后的活化產(chǎn)物在惰性氣體保護(hù)下于400℃～1100℃熱處理0.5h～6h，得到活性炭。

本優(yōu)選技術(shù)方案中，通過(guò)對(duì)未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料粒度、活化劑用量、熔融浸漬工藝以及活化工藝的調(diào)整，促進(jìn)了活化劑對(duì)未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的活性炭原料的浸漬熔融及活化效果，增強(qiáng)了接觸，提高了活化反應(yīng)的均勻性和充分性，同時(shí)降低了活化劑的團(tuán)聚和泡化現(xiàn)象，制備得到的活性炭具有比表面積和孔徑分布可控，以及采用其制備得到的超級(jí)電容器容量高的特點(diǎn)，活性炭的比表面積大于2000m²/g，采用本發(fā)明的活性炭制成的超級(jí)電容器電極具有很高的容量，質(zhì)量比電容大于130F/g。。

第二方面，本發(fā)明提供如第一方面所述方法制備得到的活性炭。

本發(fā)明的活性炭的比表面積大于2000m²/g。

第三方面，本發(fā)明提供如第二方面所述活性炭在超級(jí)電容器電極的用途。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明選用低成本的活化劑對(duì)活性炭原料(可以是未經(jīng)預(yù)處理的，也可以是碳化、焦化或預(yù)氧化處理過(guò)的)通過(guò)簡(jiǎn)單的固相法混合，堿低溫熔融浸漬處理、活化處理以及熱處理，制備得到了比表面積和孔徑分布可控、性能優(yōu)異的活性炭。本發(fā)明的活性炭的比表面積大于2000m²/g，采用本發(fā)明的活性炭制成的超級(jí)電容器電極具有很高的容量，質(zhì)量比電容大于130F/g。

(2)本發(fā)明采用植物果殼、煅前石油焦和高分子樹(shù)脂等自身結(jié)構(gòu)和骨架較為有序、表面官能團(tuán)含量高的物質(zhì)作為活性炭原料，活性炭原料，自身結(jié)構(gòu)和骨架較為有序，表面官能團(tuán)含量高，與活化劑直接經(jīng)熔融浸漬和活化反應(yīng)，可降低活化反應(yīng)進(jìn)行的難易程度，便于孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控。

(3)本發(fā)明中熔融浸漬和活化一步完成，通過(guò)進(jìn)步一調(diào)整活性炭原料粒徑以及熔融浸漬和活化的參數(shù)，促進(jìn)了活化劑對(duì)活性炭原料的浸漬，增強(qiáng)了接觸，提高了熔融浸漬以及活化反應(yīng)的均勻性和充分性，同時(shí)可以降低活化劑的團(tuán)聚和泡化，不僅可以減少堿用量，還可以提高制備得到的活性炭產(chǎn)品的質(zhì)量。

(4)本發(fā)明制備活性炭的方法具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、對(duì)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)條件的要求較低、污染小、制備周期短和綜合經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所得到的椰殼基活性炭材料的SEM圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所得到的椰殼基活性炭材料的切面SEM圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2所得到的石油焦基活性炭材料的XRD圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2所得到的石油焦基活性炭材料制成的超級(jí)電容器的充放電曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

將經(jīng)機(jī)械破碎至30目的椰殼粉體原料100g與活化劑氫氧化鈉按質(zhì)量比1:2固相混合均勻，裝入剛玉坩堝內(nèi)，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至320℃進(jìn)行活化劑熔融浸漬，保溫處理2h；繼續(xù)以2℃/min的速度升溫至700℃進(jìn)行活化，保溫1h；待箱式爐冷卻后，將活化料前驅(qū)體取出，經(jīng)純化、球磨、過(guò)篩，最后在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至870℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，熱處理1h，最終得到椰殼基活性炭材料。

圖1為本實(shí)施例1所得的椰殼基活性炭材料的SEM圖，由圖可以看出，活性炭表現(xiàn)出均勻分布的微米尺寸的顆粒形貌。

圖2為本實(shí)施例1所得到的椰殼基活性炭材料的切面SEM圖，由圖可以看出，活性炭?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)，表面的大孔結(jié)構(gòu)源于氫氧化鈉在高溫下的活化腐蝕作用。

本實(shí)施例的椰殼基活性炭的比表面積為2240m²/g。

采用本實(shí)施例的椰殼基活性炭及TEABF₄/PC有機(jī)體系制備的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為138.5F/g。

實(shí)施例2

將經(jīng)機(jī)械破碎至30目的石油焦原料100g與活化劑氫氧化鈉按質(zhì)量比1:3固相混合均勻，裝入剛玉坩堝內(nèi)，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至320℃進(jìn)行活化劑熔融浸漬，保溫處理2h；繼續(xù)以2℃/min的速度升溫至800℃進(jìn)行活化，保溫1h；待箱式爐冷卻后，將活化料前驅(qū)體取出，經(jīng)純化、球磨、過(guò)篩，最后在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至400℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，熱處理1h，最終得到石油焦基活性炭材料。

圖3為本實(shí)施例2所得到的石油焦基活性炭材料的XRD圖，由圖可以看出，活性炭在25°和43°附近具有兩個(gè)寬的衍射峰，對(duì)應(yīng)于無(wú)定形碳的(002)和(100)衍射圖樣。

圖4為本實(shí)施例2所得到的石油焦基活性炭材料制成超級(jí)電容器電極并組裝成的超級(jí)電容器的充放電曲線圖，由圖可以看出，充放電曲線呈三角形且近似對(duì)稱(chēng)的，表現(xiàn)出理想電容行為的特征。

本實(shí)施例的石油焦基活性炭的比表面積為2573m²/g。

采用本實(shí)施例的石油焦基活性炭及TEABF₄/PC有機(jī)體系制備的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為133.1F/g。

實(shí)施例3

將經(jīng)機(jī)械破碎至30目的酚醛樹(shù)脂原料100g與活化劑氫氧化鈉按質(zhì)量比1:2固相混合均勻，裝入剛玉坩堝內(nèi)，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至320℃進(jìn)行活化劑熔融浸漬，保溫處理2h；繼續(xù)以2℃/min的速度升溫至750℃進(jìn)行活化，保溫1h；待箱式爐冷卻后，將活化料前驅(qū)體取出，經(jīng)純化、球磨、過(guò)篩，最后在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至600℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，熱處理1h，最終得到酚醛樹(shù)脂基活性炭。

本實(shí)施例的酚醛樹(shù)脂基活性炭的比表面積為2161m²/g。

采用本實(shí)施例的酚醛樹(shù)脂基活性炭及TEABF₄/PC有機(jī)體系制備的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為130.8F/g。

實(shí)施例4

將經(jīng)機(jī)械破碎至20目的椰殼粉體原料100g與活化劑氫氧化鉀按質(zhì)量比1:4水相混合均勻，裝入剛玉坩堝內(nèi)，在氬氣氣氛保護(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以4℃/min的速度升溫至380℃進(jìn)行活化劑熔融浸漬，保溫處理3h；繼續(xù)以4℃/min的速度升溫至900℃進(jìn)行活化，保溫2h；待箱式爐冷卻后，將活化料前驅(qū)體取出，經(jīng)純化、球磨、過(guò)篩，最后在氬氣氣氛保護(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以3℃/min的速度升溫至1000℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，熱處理2h，最終得到椰殼基活性炭材料。

本實(shí)施例的椰殼基活性炭的比表面積為2358m²/g。

采用本實(shí)施例的椰殼基活性炭及TEABF₄/PC有機(jī)體系制備的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為133.2F/g。

實(shí)施例5

將經(jīng)機(jī)械破碎至80目的酚醛樹(shù)脂原料100g與活化劑氫氧化鉀按質(zhì)量比1:1.5球磨混合均勻，裝入剛玉坩堝內(nèi)，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以5℃/min的速度升溫至400℃進(jìn)行活化劑熔融浸漬，保溫處理1h；繼續(xù)以3℃/min的速度升溫至650℃進(jìn)行活化，保溫3h；待箱式爐冷卻后，將活化料前驅(qū)體取出，經(jīng)純化、球磨、過(guò)篩，最后在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以4℃/min的速度升溫至700℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，熱處理2.5h，最終得到酚醛樹(shù)脂基活性炭。

本實(shí)施例的酚醛樹(shù)脂基活性炭的比表面積為2009m²/g。

采用本實(shí)施例的酚醛樹(shù)脂基活性炭及TEABF₄/PC有機(jī)體系制備的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為130.2F/g。

實(shí)施例6

除將“經(jīng)機(jī)械破碎至30目的石油焦原料”替換為“經(jīng)機(jī)械破碎至30目的石油焦原料在空氣流量為400L/h的氣氛下，以2℃/min的速度升溫至400℃，保持2h，得到的預(yù)氧化石油焦”外，其他制備方法和條件與實(shí)施例2相同。

本實(shí)施例的石油焦基活性炭的比表面積為2324m²/g。

采用本實(shí)施例的石油焦基活性炭及TEABF₄/PC有機(jī)體系制備的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為131.6F/g。

對(duì)比例1

除將“于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至320℃進(jìn)行活化劑熔融浸漬，保溫處理2h；繼續(xù)以2℃/min的速度升溫至700℃進(jìn)行活化，保溫1h”替換為“于中溫箱式電阻爐內(nèi)，以2℃/min的速度升溫至700℃進(jìn)行活化，保溫3h”外，其他制備方法和條件與實(shí)施例1相同。

本實(shí)施例的椰殼基活性炭的比表面積為1975m²/g。

采用TEABF₄/PC有機(jī)體系制備超級(jí)電容器電極并組裝成的超級(jí)電容器的質(zhì)量比電容為118.8F/g。

通過(guò)對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比例1可知，采用本發(fā)明的方法制備的實(shí)施例1的活性炭的性能更佳，其比表面積比對(duì)比例1提高了13.4％，比容量提高了16.9％。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。