本發(fā)明屬于電極材料的技術領域；具體涉及松子殼基活性炭及其制備方法和應用。

背景技術：

基于電極/溶液界面電化學過程儲能的超級電容器，具有功率密度高、循環(huán)壽命長、能瞬間大電流快速充放電、無污染等特性，已成為新型化學電源研究的熱點之一。作為超級電容器的核心，多孔電容炭材料由于比表面積大，比電容高，循環(huán)壽命長，已廣泛用于商業(yè)超級電容器的電極材料。已研制的多孔電容炭材料包括活性炭、納米碳管、碳氣凝膠、活化玻態(tài)炭、納米孔玻態(tài)炭等，其中成本較低的活性炭應用最為廣泛。綜合考慮能源環(huán)境及成本問題，利用茶籽殼、花生殼、煙桿、菠菜葉等生物質(zhì)制備多孔電容炭材料引起越來越多的關注。

目前，以松子殼為原料制備活性炭的研究較少，對制得活性炭的電化學性能研究更是鮮有報道。松子殼結構致密、堅硬，不容易得到高比表面積活性炭。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供松子殼基活性炭及其制備方法和應用。本發(fā)明以松子殼為原料，熱裂解后用堿液(如KOH等)活化制得活性炭，產(chǎn)品的孔隙發(fā)達，具有高比表面積，表現(xiàn)出較好電容特性和循環(huán)穩(wěn)定性，可作為電極材料并且具有良好的發(fā)展前景。

本發(fā)明中松子殼基活性炭是以松子殼為原料，經(jīng)熱裂解得到炭化料后活化制成的，所述的活化是將氫氧化鉀和炭化料混合后加入去離子水，再依次進行浸漬、過濾、烘干和高溫下活化處理；具體的制備方法是通過下述步驟實現(xiàn)的：

步驟一、將松子殼粉碎，干燥至恒重，熱裂解，待冷卻后取出，得到炭化料；

步驟二、將步驟一獲得的炭化料洗凈，烘干至恒重，過篩，然后將氫氧化鉀和過篩后的炭化料混合，加入去離子水，浸漬，過濾，烘干至恒重，再放入坩堝內(nèi)置于馬弗爐中，高溫下活化，冷卻至室溫，洗滌至中性，烘干至恒重，即得到松子殼基活性炭。

本發(fā)明采用浸漬、過濾、干燥再活化的分步操作，便于活化過程的控制調(diào)整；過濾、干燥后再進行高溫活化降低了對設備的腐蝕性；濾液經(jīng)過收集可以重復利用，減少環(huán)境污染，更環(huán)保。

步驟一中熱裂解采用生物質(zhì)連續(xù)熱解裝置處理，其中，熱裂解溫度為400～600℃，給料螺旋的轉速為10～20r/min，熱裂解反應時間為15～30min。

步驟二中過4～6目(即3.35-4.75mm)的篩。

步驟二中按氫氧化鉀和炭化料質(zhì)量比為(1～5):1配比將氫氧化鉀和過篩后的炭化料混合。

步驟二中在室溫下浸漬24h，本發(fā)明快速連續(xù)熱解過程得到的熱解炭本身具有以中大孔為主的孔隙結構，浸漬使得活化劑KOH有足夠的時間進入充盈到熱解炭內(nèi)部的孔隙結構中，溶解熱解炭表面及內(nèi)部阻塞孔道的焦油和部分揮發(fā)分有機物等，打通原有孔道并初步造孔，使后續(xù)活化過程更充分。

步驟二中活化溫度為500～900℃，活化時間為30～90min，

上述松子殼基活性炭用作電極材料。

本發(fā)明方法制備炭化料運用生物質(zhì)連續(xù)熱解裝置，能夠實現(xiàn)長距離高溫生物質(zhì)連續(xù)炭化，炭化時間短，最短為15min，從而減少能源消耗，節(jié)約資源，并減少二氧化碳排放。

采用本發(fā)明將氫氧化鉀和過篩后的炭化料混合，加入去離子水，浸漬，過濾，烘干至恒重再活化，降低了對設備的腐蝕性；堿液經(jīng)過收集可重復利用，減少污染；分步操作，便于對過程的控制調(diào)整。

本發(fā)明方法制得活性炭的具有較高比表面積同時具有較高的得率。在堿炭比為4，活化溫度為900℃，活化時間為60min活化條件下獲得活性炭(K-AC)比表面積為1470.89m²/g，得率為26.8％，中孔率為31.56％。

本發(fā)明方法制備的活性炭孔隙發(fā)達，孔徑多樣，排列無規(guī)則，產(chǎn)生大量的微孔或分布在活性炭表面，或嵌套在介孔和大孔內(nèi)，形成兼具大孔、中孔和微孔的層次孔結構。

本發(fā)明方法制備的活性炭電化學性能優(yōu)良，在1A/g的電流密度下，比電容達232.1F/g；在2A/g的大電流密度下循環(huán)1000次，電容保持率達94％以上，具有較好電容特性和循環(huán)穩(wěn)定性。

本發(fā)明中松子殼經(jīng)KOH活化法制備活性炭應用于電極材料具有可行性和良好的發(fā)展前景。

附圖說明

圖1是300℃熱裂解溫度下制備的炭化料的SEM圖；

圖2是400℃熱裂解溫度下制備的炭化料的SEM圖；

圖3是500℃熱裂解溫度下制備的炭化料的SEM圖；

圖4是600℃熱裂解溫度下制備的炭化料的SEM圖；

圖5是700℃熱裂解溫度下制備的炭化料的SEM圖；

圖6是PNSC的SEM圖；

圖7是K-AC的SEM圖；

圖8是堿碳比對活性炭得率和比表面積的影響；

圖9是活化時間對活性炭得率和比表面積的影響；

圖10是活化溫度對活性炭得率和比表面積的影響；

圖11 PNSC和K-AC的XRD圖；

圖12 PNSC和K-AC的FT-IR圖；

圖13是PNSC和K-AC的(a)N₂吸脫附等溫線；

圖14是BJH法介孔孔徑分布圖；

圖15是HK法微孔孔徑分布圖；

圖16是掃描速率為10mV/s時，PNSC和K-AC電極的循環(huán)伏安曲線；

圖17是PNSC和K-AC電極在1A/g電流密度下的恒流充放電曲線；

圖18是PNSC和K-AC電極的交流阻抗圖(插入圖為高頻區(qū)放大圖)；

圖19是PNSC和K-AC電極在2A/g電流密度下，電容保持率與循環(huán)數(shù)的關系；

圖20是具體實施方式一制備采用的裝置結構示意圖；圖20中1——驅動電機，2——連接軸，3——給料箱，4——給料螺旋，5——反應管，6——電阻爐，7——出氣口，8——溫度傳感器，9——控制器，10——碳箱。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式中松子殼基活性炭的制備方法是通過下述步驟實現(xiàn)的：

步驟一、將紅松子殼粉碎，在75℃條件下干燥至恒重，置于生物質(zhì)連續(xù)熱解裝置中，在溫度為500℃、給料螺旋的轉速為15r/min條件下熱裂解15min，待冷卻后取出，得到炭化料；

步驟二、將步驟一炭化料用蒸餾水洗凈，在105℃條件下烘干至恒重，過8mm的篩，然后按氫氧化鉀和炭化料質(zhì)量比為4:1配比將氫氧化鉀和過篩后的炭化料混合，加入100ml去離子水，在室溫下浸漬24h，過濾，烘干至恒重，再放入坩堝內(nèi)置于馬弗爐中，升溫至900℃活化60min，冷卻至室溫，洗滌至中性，在105℃條件下烘干至恒重，即得到松子殼基活性炭(標記為K-AC)。

本實施方式步驟一所述的生物質(zhì)連續(xù)熱解裝置采用中國專利公開號105542812A，發(fā)明名稱為“一種生物質(zhì)連續(xù)熱解裝置及其溫度測量監(jiān)測控制方法”中所公開的裝置，結構圖如16所示，其中所述的裝置生物質(zhì)連續(xù)熱解裝置包括電阻爐6，設在電阻爐6內(nèi)部的反應管5，設在反應管5內(nèi)部的給料螺旋4，給料螺旋4的一端通過連接軸2與驅動電機1相連接；反應管5一端與給料箱3相連接，另一端連接出氣口7和炭箱10；溫度傳感器8一端穿過反應管5的末端插入到給料螺旋4內(nèi)部，另一端與控制器9相連接控制加熱溫度；控制器9控制電阻爐6對反應管5進行加熱。

活性炭得率計算公式為：Y＝m/m₀×100％ (1)

其中，Y為活性炭得率；m為松子殼活性炭質(zhì)量，單位：g；m₀為用于活化的熱解炭質(zhì)量，單位：g。本實施方式中活性炭的得率為26.8％。

本實施方法方法獲得活性炭比表面積為1470.89m²/g，中孔率在31.56％，總孔容達0.919ml/g。在1A/g的電流密度下，本實施方法制備的活性炭的比電容達232.1F/g；在2A/g的大電流密度下循環(huán)1000次，采用本實施方法方法制備的活性炭作電極的電容保持率達94％以上。

本實施方式制得的PNSC和K-AC的XRD圖譜如圖11所示，從圖11中可以看出，原始熱解炭和活性炭的X衍射圖譜都存在2個比較明顯的寬峰，是典型的炭無定型結構。PNSC在2θ＝23°左右出現(xiàn)C(002)衍射峰，在2θ＝40°-45°之間出現(xiàn)較為平緩的C(100)衍射峰。經(jīng)過KOH活化后，C(002)衍射峰和C(100)衍射峰尖銳程度都有所增加，可能是因為活化過程中，一些雜原子從炭結構中溢出，使得微晶內(nèi)部碳原子重新排列，結構有序化程度變大，形成越來越明顯的石墨化結構。

本實施方式制得的PNSC和K-AC的FT-IR譜圖如圖12所示。由圖12可知，PNSC在3686cm^-1處有一個較尖銳的吸收峰，為自由羥基或分子間氫鍵O-H的伸縮振動引起的，可能是因為水分子的存在；3151cm^-1處對應的是不飽和C-H伸縮振動；1699cm^-1處的峰歸因于羧基或羰基的C＝O伸縮；1573cm^-1附近出現(xiàn)的峰為C＝C骨架振動，可能為烯烴及芳香化合物；1348cm^-1處出現(xiàn)的峰為C-H彎曲振動；1164cm^-1和1082cm^-1處出現(xiàn)的峰為C-O伸縮振動；880cm^-1附近的峰是由C-H面外彎曲振動引起的。所以PNSC中還存在醇、醚、酚、烯烴、芳香化合物、酯等未完全熱解的有機物。經(jīng)過活化后，大部分的曲線走向不改變，但是K-AC在1500--500cm^-1處的吸收峰有明顯減少，表明熱解炭中的有機物進一步分解，表面官能團部分去除。KOH活化過程有利于熱解炭的石墨化，這與X射線衍射分析結果相符。

為了更直觀地觀察熱解炭活化前后的顆粒結構和形貌變化，對本實施方式制得的PNSC和K-AC做掃描電鏡，如圖6、7所示，由圖6可看出，PNSC內(nèi)表面層次錯落，存在一些大小不一的“淺坑”，這些孔結構的存在有利于活化劑浸漬時KOH的進入，促使后面的活化過程進行得更充分。經(jīng)過KOH活化后得到的K-AC結構疏松，相對比較雜亂，被刻蝕的痕跡較明顯，在大孔的內(nèi)壁上擴展延伸形成發(fā)達且豐富的無規(guī)則孔隙結構；K-AC相互貫通的層次孔結構，可以為電解液離子順利進入活性炭的孔隙內(nèi)部提供條件。

對孔隙結構進行分析，結果如圖13、14和15，以及表1所示。

表1松子殼基炭材料的比表面積和孔徑結構

本實施方式制得的PNSC和K-AC的N₂吸-脫附等溫線如圖13所示，對比兩條曲線可以看出，活化極大提高了樣品的吸附性能。PNSC吸附量極小且吸脫附線基本重合，由此可推測PNSC的孔徑分布相對較窄。根據(jù)IUPAC分類，K-AC的N₂吸-脫附等溫線屬于典型的I型等溫線，在相對壓力＜0.1時吸附量迅速增加，相對壓力＞0.1之后吸附量增加緩慢，這表明樣品中的孔隙是以微孔為主的。K-AC的吸-脫附曲線在整個壓力范圍內(nèi)呈緩慢上升趨勢，且在相對壓力＞0.4以后出現(xiàn)H4型回滯環(huán)，這是由于N₂在中孔中發(fā)生毛細凝聚產(chǎn)生的，說明K-AC存在一定數(shù)量的中孔。所以，K-AC是以為微孔為主，兼以部分中孔和大孔的層次孔碳結構，這一結論在表2中再一次得到證實。

本實施方式制得的PNSC和K-AC的介孔孔徑分布圖和微孔孔徑分布圖分別如圖14和15所示，由圖14和15可知，K-AC中孔主要在2-4nm分布。微孔主要分布在0.5-0.9nm。KOH電解液體系中的K⁺和OH^-的直徑都小于0.4nm，這樣的孔徑分布有利于電解質(zhì)離子在孔中的傳遞。

本實施方式制得的PNSC和K-AC電極的循環(huán)伏安曲線如圖17所示，由圖17可知，在較大的掃描速率下，PNSC電極的循環(huán)伏安曲線接近于三角形，而K-AC電極的循環(huán)伏安曲線保持較理想的矩形，且K-AC曲線面積明顯大于PNSC。這說明經(jīng)過KOH活化后，K-AC具有較好的電容特性，且比電容有了很大的提高。這歸因于K-AC結構中一定數(shù)量的中孔和較大的比表面積，使得電解質(zhì)離子更容易在其內(nèi)部傳輸，大量的微孔表面得以充分利用，產(chǎn)生致密的雙電層。

本實施方式制得的PNSC和K-AC電極在1A/g的電流密度下的恒流充放電曲線圖18所示。從圖18可以看出，K-AC曲線為線性且呈對稱三角形形狀，說明電極充放電可逆性較好，具有較理想的充放電庫倫效率。且K-AC充放電時間遠大于PNSC，根據(jù)恒流充放電曲線計算比電容公式(2)，得出PNSC的比電容為26.2F/g，K-AC的比電容為232.1F/g，活化過程使得比電容增大。

本實施方式制得的PNSC和K-AC電極在測試頻率為10^-2～10⁵Hz范圍內(nèi)所得的交流阻抗譜圖如圖19所示，其中的小圖為高頻區(qū)的放大圖?？梢钥闯觯€都是由高頻區(qū)的一個半圓和低頻區(qū)的一條直線組成。高頻區(qū)曲線與實軸的交點為樣品的等效串聯(lián)電阻(ESR)；低頻區(qū)與橫坐標垂直的直線由電荷飽和控制，與物質(zhì)擴散阻抗有關，代表純粹的電容行為，斜率越大，電容行為就越好。由圖19可知，PNSC和K-AC電極的ESR分別為1.0Ω和0.6Ω，K-AC的斜率大于PNSC，說明經(jīng)過活化后，體系電解液的固有溶液電阻變小，電容特性和充放電的倍率性能變好。

PNSC和K-AC電極在2A/g的大電流密度下循環(huán)1000次,電容保持率與循環(huán)次數(shù)的關系如圖19所示。PNSC電極的電容呈較大范圍的無規(guī)律變化，經(jīng)過KOH活化后，K-AC的電容保持率達到94％以上，顯示出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟一所述的裂解的溫度為熱裂解溫度為400℃；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟一所述的裂解的溫度為熱裂解溫度為600℃；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟二中按氫氧化鉀和炭化料質(zhì)量比為5:1配比將氫氧化鉀和過篩后的炭化料混合；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟二中按氫氧化鉀和炭化料質(zhì)量比為3:1配比將氫氧化鉀和過篩后的炭化料混合；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟二中活化溫度為800℃；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟二中活化溫度為700℃；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟二中活化時間為90min；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一不同是：步驟二中活化時間為30min；其它步驟和參數(shù)與具體實施方式一相同。

采用下述試驗驗證發(fā)明效果：

1.試劑和材料

氫氧化鉀、碘化鉀、硫代硫酸鈉，均為分析純，由天津市光復科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)，碘(AR)由天津市光復精細化工研究所提供，無水碳酸鈉(AR)由天津市天力化學試劑有限公司生產(chǎn)，泡沫鎳、聚四氟乙烯、乙炔炭黑來自于太原市力之源電池銷售部，試驗用水為自制的去離子水。

試驗所用的松子殼均選自黑龍江省內(nèi)的紅松子，使用前在75℃下干燥24h至恒重備用。原料的工業(yè)分析(GB/T 28731-2012)和元素分析列于表2。

表2松子殼的工業(yè)分析和元素分析

Table2.Proximate analysis and elemental analysis ofpine nut shell

2.活性炭的制備

松子殼熱解炭的制備方法：松子殼炭由自主研發(fā)的變螺距生物質(zhì)快速連續(xù)熱解反應系統(tǒng)制得，預設溫度500℃，調(diào)節(jié)轉速15r/min,將干燥后的松子殼物料由漏斗經(jīng)變距螺旋送至裝置中進行快速熱裂解，反應時間約15min。待冷卻后取出，得到松子殼炭化料。

松子殼活性炭的制備方法：炭化料洗凈、75℃烘干至恒重，篩選粒度8mm作為活化料。KOH固體與炭化料按一定質(zhì)量比混合，加入去離子水，室溫下浸漬24h，過濾，105℃烘干至恒重。稱取約10g樣品放入坩堝內(nèi)置于馬弗爐中，無N₂保護，升溫至活化溫度，保溫一段時間。最后，冷卻至室溫，將樣品洗滌至中性，105℃干燥24h，得到活化料。堿炭比為1:1～5:1，活化溫度500～900℃，活化時間為30～90min。

3.活性炭結構和性能

比表面積和孔徑分布采用比表面及孔徑分析儀(3H-2000PS1，貝士德)進行測定，在77K下測定N₂吸脫附等溫線，樣品測試前在300℃下脫氣6h。比表面積由BET法獲得，介孔孔徑分布由BJH法擬合，微孔孔徑分布由HK法擬合，t-plot法計算樣品的微孔孔容。

樣品形貌采用掃描電子顯微鏡(SEM，S-3400，日本)進行表征。樣品的晶相結構由X射線粉末衍射儀(XRD,MiniFlex-600，日本)分析，Cu-Kα作為輻射源，衍射角2θ從10°～80°，掃描速度20°/min。樣品的表面官能團用傅里葉紅外光譜儀(FT-IR,Tensor 27，德國)測定，檢測范圍500～4000cm^-1。

4.活性炭電極制備和性能

炭材料樣品的電化學性能通過三電極體系測定。將制得的活性炭樣品研磨至粒度小于0.075mm，乙炔炭黑做導電劑，聚四氟乙烯(PTFE)為粘結劑，按質(zhì)量比為8：1：1混合后加入適量無水乙醇調(diào)勻至粘稠狀，以泡沫鎳為載體，涂成1cm×1cm的泡沫鎳條電極，70℃下干燥10小時，10MPa下壓制成工作電極，電極片上的活性物質(zhì)約為10mg。鉑片電極作為對電極，銀-氯化銀電極作為參比電極，以6mol/L KOH溶液作為電解液，將電極浸泡2h后進行電化學測試，試驗所用電化學工作站為EC-Lab，SP-150。進行循環(huán)伏安測試，恒流充放電測試以及交流阻抗測試。

循環(huán)伏安測試的電壓掃描范圍為-1.1～0.1V；交流阻抗測試頻率范圍為10^-2～10⁵Hz；充放電電壓范圍為-1.1V～0.1V，比電容C的計算公式為：

C＝I×△t/(m×△V) (2)

其中，C為比電容，單位：F/g；I為電流密度，單位：A/cm²；△t為放電時間，單位：s；m為活性物質(zhì)的質(zhì)量，單位：g；△V為電壓窗口范圍，單位：V。

5.堿炭比的影響

試驗將活化溫度控制在900℃，活化時間控制在60min，堿炭比在1～5時對活性炭比表面積和得率的影響，結果如圖8所示。圖8表明，隨著堿炭比的增加，活性炭得率由55.1％持續(xù)降至20.4％。這是因為松子殼熱解炭的主要成分為C，經(jīng)過活化劑KOH浸漬干燥后，在高溫條件下，發(fā)生KOH+C→K+H₂+K₂CO₃；K₂CO₃→K₂O+CO₂；K₂CO₃+C→K₂O+CO；K₂O+C→K+CO；K+CO₂→K₂O+CO等一系列反應，隨著堿炭比的增加，KOH所占比重相應增加，促使反應正向進行，使得大量的C以CO的形式脫離，另一方面，熱解炭本身存在的一些未完全熱解的有機物，在活化過程中會進一步揮發(fā)溢出，使得活性炭得率降低。比表面積隨著堿炭比的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在堿炭比為4時，達到最大值1470.89m²/g。這是因為堿炭比增加，使得C和KOH反應加劇，生成大量的H₂和CO，穿行于熱解炭中，形成豐富的微孔結構，并且活化溫度(900℃)高于單質(zhì)鉀的沸點(762℃)時，生成的K單質(zhì)呈氣態(tài)，也促進孔結構的發(fā)展。但是當堿炭比大于4以后，反應生成的過量氣體繼續(xù)擴孔，造成微孔結構的坍塌，形成部分介孔和大孔，從而使比表面積降低。

6.活化時間的影響

試驗采用堿炭比4:1，活化溫度900℃，活化時間在30～90min是對活性炭比表面積和得率的影響，結果如圖9所示。由圖9可知，隨著活化時間的增加，活性炭的得率不斷降低。這是因為活化時間越長，未完全熱解的有機物揮發(fā)溢出的越多，且活化劑和熱解炭反應進行的越充分，C以CO形式脫離的越多，使得活性炭的得率越低。比表面積先增加后降低，在60min時達到最大值。這是因為活化時間低于60min時，KOH與熱解炭反應以造孔過程為主，生成大量的微孔，使得活性炭的比表面積不斷增加；活化時間大于60min時以擴孔過程為主，活化過程產(chǎn)生的氣體等進入微孔，形成少量的介孔和大孔，且900℃高溫下時間過長，導致孔的燒蝕塌陷，造成活性炭比表面積下降。

7.活化溫度的影響

試驗采用堿炭比4:1，活化時間60min，活化溫度在500～900℃時對活性炭比表面積和得率的影響，結果如圖10所示。由圖10可知，隨著溫度的升高，活性炭得率持續(xù)降低，由500℃時的52.2％降至900℃時的26.8％。比表面積持續(xù)升高，但是考慮到活化成本，最高活化溫度選為900℃，在此溫度下比表面積達到最大值1470.89m²/g。這是因為熱解炭本身存在的一些未完全熱解的有機物質(zhì)，在活化過程中隨著溫度的升高會進一步揮發(fā)溢出，形成孔隙結構；另一方面活化過程中KOH+C→K+H₂+K₂CO₃；K₂CO₃→K₂O+CO₂；K₂CO₃+C→K₂O+CO；K2O+C→K+CO；K+CO₂→K₂O+CO等一系列反應是在不同的溫度段下發(fā)生的。400℃左右KOH和C開始發(fā)生反應，生成H₂開始對炭化料進行造孔；700℃^[13]左右K₂CO₃→K₂O+CO₂反應發(fā)生，生成的CO₂利于造孔；溫度大于710℃以后，生成CO的反應開始發(fā)生，并且溫度大于762℃以后，鉀單質(zhì)以氣態(tài)的形式參與造孔，隨著溫度的升高，陸續(xù)生成的氣體物質(zhì)參與到對炭化料的造孔過程中，使得比表面積不斷升高。

7.不同熱解溫度對炭化料的比表面積和孔徑的影響

試驗將給料螺旋的轉速控制在15r/min，熱裂解溫度控制在15min，熱裂解溫度為300-700℃時對炭化料的比表面積和孔徑的影響，結果如表3和圖1-5所示。

表3不同溫度下制備炭化料的比表面積和孔徑分布表

由表3和圖1-5可知，本發(fā)明熱裂解方法制備碳化料具有豐富的孔結構，層次比較多，含有大孔、中孔、微孔。

熱裂解溫度300℃時，所得熱解炭比表面積最低，微孔率為20％，是以介孔和大孔為主的未完全熱解炭，由于熱解溫度較低，許多揮發(fā)性物質(zhì)未揮發(fā)出來，形成的微孔孔隙結構較少。

熱裂解溫度700℃時，所得活性炭比表面積較低，微孔率僅為32％，是以介孔為主的過度熱解炭，過高的熱解溫度使所得的微孔燒蝕坍塌，形成介孔及大孔，導致比表面積及微孔率的降低。

熱裂解溫度500℃時，所得熱解炭的比表面積最高，微孔率達到65.6％，是以微孔為主熱解炭，適宜的溫度使熱解炭在原有大孔或介孔的基礎上繼續(xù)造孔，形成豐富復雜的層次孔結構。