[发明专利]一种由稻壳制备超级电容器用活性炭材料的绿色循环工艺

摘要

本发明公开了一种用稻壳制备超级电容器用活性炭的绿色循环工艺，属于资源综合利用和电化学超级电容器技术领域。本方法是将稻壳在惰性气体保护下炭化，得炭化物然后加入碱，活化、洗涤、过滤、干燥后得到高比电容稻壳炭；滤液加入盐酸酸化、陈化、过滤、洗涤、干燥即得纳米二氧化硅；将上述滤液进行去杂、浓缩、一次精制、二次精制、电解，获得稀碱液，蒸发、结晶获得碱，作为活化过程活化剂，蒸发过程获得水作为洗涤用水，实现碱和水的循环利用。本发明利用廉价的稻壳制备了可用于超级电容器的电容炭，同时将含硅废液转化为纳米二氧化硅，实现了稻壳高附加值的绿色转化，具有较高的经济效益。

主权项

一种由稻壳制备超级电容器用活性炭材料的绿色循环工艺，主要包括以下步骤：(1)将稻壳清洗、干燥、研磨；(2)将上述步骤(1)得到的稻壳在氮气或者氩气保护下进行炭化，得稻壳炭化物；(3)将上述步骤(2)得到的炭化物与氢氧化钾或氢氧化钠活化剂按质量比1:1‑5混合，加入水混合均匀，烘干，进行活化；(4)将活化产物加入50‑100℃水中浸泡，过滤，用沸水洗涤到中性，过滤，100‑120℃干燥12‑24h后研磨至150‑300目得高比电容稻壳基活性炭材料；(5)将上述步骤(4)中的滤液回收，调整温度为50‑100℃，加入浓度为2％‑20％盐酸溶液进行酸化，控制盐酸滴加速度为0.1‑1ml/min，控制终点pH＝3‑9，陈化时间0.5‑5h，过滤、洗涤、干燥，得纳米二氧化硅产品；其特征在于，还包括以下步骤：(6)将上述步骤(5)中过滤得到的滤液纯化、精制，得到氯化钾或氯化钠溶液；(7)将上述步骤(6)得到氯化钾或氯化钠溶液利用上述步骤(3)中产生的余热蒸发、浓缩至饱和，得到饱和氯化钾或氯化钠溶液，蒸发得到的蒸馏水回收备用；(8)将上述步骤(7)得到的饱和氯化钾或氯化钠溶液进行一次精制和二次精制，得到二次饱和氯化钾或氯化钠溶液；(9)将上述步骤(8)得到的饱和氯化钾或氯化钠溶液采用离子膜电解槽电解，得到氢氧化钾或氢氧化钠溶液；(10)将上述步骤(9)中得到的氢氧化钾或氢氧化钠溶液蒸发、结晶、干燥，得到固体氢氧化钾或氢氧化钠，作为步骤(3)中的碱活化剂循环利用，蒸发得到的蒸馏水回收备用；(11)将上述步骤(7)和步骤(10)中得到的蒸馏水用于步骤(4)、(5)的洗涤用水，实现水在制备过程中的循环利用。