一種儲(chǔ)能容量高的廢棄pvc基電極材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)能源材料領(lǐng)域，特別是一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源高度消耗的今天，地球石化燃料已逐漸枯竭，有科學(xué)家預(yù)言地球上的石油大約50年后將會(huì)枯竭，人類必須要尋找可再生的能源。傳統(tǒng)的化學(xué)電池的能量密度很高，但功率密度比較低，并且充放電時(shí)間長(zhǎng)，不能夠進(jìn)行間歇能量的儲(chǔ)存。超級(jí)電容器是近年來(lái)高速發(fā)展的一類新能儲(chǔ)能材料，具有非常高的功率密度，使用壽命長(zhǎng)、充放電迅速，是理想的存儲(chǔ)材料。超級(jí)電容器根據(jù)電荷儲(chǔ)存機(jī)理分為二類:一類是電化學(xué)雙電層電容器，該類電容器的電極材料主要是碳材料；另一類是法拉第贗電容器，該類電容器的電極材料主要是過(guò)渡金屬氧化物。活性炭材料成本低廉，比表面積大，導(dǎo)電性良好，但能量密度比較低。過(guò)渡金屬氧化物的能量密度高，導(dǎo)電性好，缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴，本發(fā)明以導(dǎo)電性良好、比表面積高的活性炭為主，摻雜具有安全環(huán)保、無(wú)毒的錫粉和三氧化二釩等材料，制備出的超級(jí)電容器具有高的能量密度和高的儲(chǔ)能容量，本發(fā)明還利用廢棄的PVC經(jīng)過(guò)炭化、活化等一系列工藝制備出活性炭，不僅解決了環(huán)境污染，而且對(duì)廢物進(jìn)行二次利用，節(jié)約自然資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料及其制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，由下列重量份的原料制成:聚乙二醇1-2、三氧化二釩2-3、錫粉3-5、閥金屬1-2、石英砂0.5-1、氧化鎂1_2、改性廢棄PVC基活性炭100-130、蒸餾水12-15、苯胺甲基三乙氧基硅烷1-2 ；
所述改性廢棄PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成:陽(yáng)起石粉5-6、硫酸鎂2-3、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-4112-3、麥飯石粉2-4、竹炭6_10、二甲基硅油1_2、廢棄PVC材料300-500、聚苯乙烯微球5-8、高錳酸鉀20-30、碳酸鋯鉀2-3、環(huán)己酮100-150 ;制備方法是將廢棄的PVC材料和聚苯乙烯微球加到環(huán)己酮中溶解，再加入陽(yáng)起石粉、麥飯石粉、竹炭攪拌均勻，升高溫度至60-80° C，再加入二甲基硅油、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411、硫酸鎂、碳酸鋯鉀攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，加到雙螺旋機(jī)中擠出制粒，將制成的顆粒加到炭燒爐中，和高錳酸鉀混合均勻在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下于700-800° C下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫粉碎即可。
[0005]本發(fā)明所述一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，由以下步驟具體制成:
(1)將蒸餾水、聚乙二醇和改性廢棄PVC基活性炭混合攪拌均勻，加熱至50-60°C，形成漿料，噴霧干燥后備用；
(2)將步驟(I)的產(chǎn)物和苯胺甲基三乙氧基硅烷及其余剩余物質(zhì)混合研磨，研磨后置于管式爐中，通入純氨氣，在400-600。C溫度下退火處理2-4小時(shí)，得到氮包覆的廢棄PVC基復(fù)合電極材料。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明制備利用廢棄的PVC制備出高比表面積、多孔、導(dǎo)電性高的電極材料為基體，摻雜具有安全環(huán)保、無(wú)毒的錫粉和三氧化二釩等材料，制備出的超級(jí)電容器具有高的能量密度和高的儲(chǔ)能容量，不僅解決了環(huán)境污染，而且對(duì)廢物進(jìn)行二次利用，節(jié)約自然資源。
[0007]具體實(shí)施方案
下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0008]一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:聚乙二醇2、三氧化二釩3、錫粉5、閥金屬2、石英砂0.5、氧化鎂1、改性廢棄PVC基活性炭120、蒸餾水15、苯胺甲基三乙氧基硅烷I ;
所述改性廢棄PVC基活性炭是由下列重量份(公斤)的原料制成:陽(yáng)起石粉5、硫酸鎂3、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-4112、麥飯石粉3、竹炭8、二甲基硅油1、廢棄PVC材料500、聚苯乙烯微球7、高錳酸鉀30、碳酸鋯鉀3、環(huán)己酮130 ;制備方法是將廢棄的PVC材料和聚苯乙烯微球加到環(huán)己酮中溶解，再加入陽(yáng)起石粉、麥飯石粉、竹炭攪拌均勻，升高溫度至60-80° C，再加入二甲基硅油、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411、硫酸鎂、碳酸鋯鉀攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，加到雙螺旋機(jī)中擠出制粒，將制成的顆粒加到炭燒爐中，和高錳酸鉀混合均勻在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下于700-800° C下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫粉碎即可。
[0009]本發(fā)明所述一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，由以下步驟具體制成:
(1)將蒸餾水、聚乙二醇和改性廢棄PVC基活性炭混合攪拌均勻，加熱至50-60°C，形成漿料，噴霧干燥后備用；
(2)將步驟(I)的產(chǎn)物和苯胺甲基三乙氧基硅烷及其余剩余物質(zhì)混合研磨，研磨后置于管式爐中，通入純氨氣，在400-600。C溫度下退火處理2-4小時(shí)，得到氮包覆的廢棄PVC基復(fù)合電極材料。
[0010]以實(shí)施例中的電極材料和導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按照比例混合，加入少量的無(wú)水乙醇混合均勻，均勻涂抹在不銹鋼網(wǎng)集流體上真空干燥，以飽和甘汞電極為參比電極，聚四氟乙烯為隔膜，以6mol/l的KOH電解質(zhì)水溶液為電解液，在1.2-2.5V的范圍內(nèi)，在恒流(5mA)下進(jìn)行循環(huán)測(cè)試，容量:1.67F，內(nèi)阻:1.3Ω.m，循環(huán)容量保持率(％):98.5。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成??聚乙二醇1-2、三氧化二釩2-3、錫粉3-5、閥金屬1-2、石英砂0.5-1、氧化鎂1_2、改性廢棄PVC基活性炭100-130、蒸餾水12-15、苯胺甲基三乙氧基硅烷1-2 ； 所述改性廢棄PVC基活性炭是由下列重量份的原料制成:陽(yáng)起石粉5-6、硫酸鎂2-3、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-4112-3、麥飯石粉2-4、竹炭6_10、二甲基硅油1_2、廢棄PVC材料300-500、聚苯乙烯微球5-8、高錳酸鉀20-30、碳酸鋯鉀2-3、環(huán)己酮100-150 ;制備方法是將廢棄的PVC材料和聚苯乙烯微球加到環(huán)己酮中溶解，再加入陽(yáng)起石粉、麥飯石粉、竹炭攪拌均勻，升高溫度至60-80° C，再加入二甲基硅油、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411、硫酸鎂、碳酸鋯鉀攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，加到雙螺旋機(jī)中擠出制粒，將制成的顆粒加到炭燒爐中，和高錳酸鉀混合均勻在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下于700-800° C下煅燒2-4小時(shí)，自然冷卻至室溫粉碎即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，其特征在于，由以下步驟具體制成: (1)將蒸餾水、聚乙二醇和改性廢棄PVC基活性炭混合攪拌均勻，加熱至50-60°C，形成漿料，噴霧干燥后備用； (2)將步驟(I)的產(chǎn)物和苯胺甲基三乙氧基硅烷及其余剩余物質(zhì)混合研磨，研磨后置于管式爐中，通入純氨氣，在400-600。C溫度下退火處理2-4小時(shí)，得到氮包覆的廢棄PVC基復(fù)合電極材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種儲(chǔ)能容量高的廢棄PVC基電極材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：聚乙二醇1-2、三氧化二釩2-3、錫粉3-5、閥金屬1-2、石英砂0.5-1、氧化鎂1-2、改性廢棄PVC基活性炭100-130、蒸餾水12-15、苯胺甲基三乙氧基硅烷1-2；本發(fā)明制備利用廢棄的PVC制備出高比表面積、多孔、導(dǎo)電性高的電極材料為基體，摻雜具有安全環(huán)保、無(wú)毒的錫粉和三氧化二釩等材料，制備出的超級(jí)電容器具有高的能量密度和高的儲(chǔ)能容量，不僅解決了環(huán)境污染，而且對(duì)廢物進(jìn)行二次利用，節(jié)約自然資源。
【IPC分類】H01G11-46, H01G11-30, H01G11-34
【公開號(hào)】CN104867689
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510155414
【發(fā)明人】紀(jì)沿海, 崔麗, 胡枝麗
【申請(qǐng)人】安徽江威精密制造有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日