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TW202010709A - 活性碳及其製造方法 - Google Patents

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TW202010709A
TW202010709A TW107132526A TW107132526A TW202010709A TW 202010709 A TW202010709 A TW 202010709A TW 107132526 A TW107132526 A TW 107132526A TW 107132526 A TW107132526 A TW 107132526A TW 202010709 A TW202010709 A TW 202010709A
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薛昶煜
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南韓商東海炭素股份有限公司
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Abstract

本發明涉及一種活性碳及活性碳的製造方法,其中,該活性碳包括微孔(micropore)及中孔(mesopore),該微孔的微孔孔容(micropore volume)为0.9cm3/g以下,該微孔孔容中,單位質量具有5Å以上的直徑的一孔隙體積與該微孔孔容的分率為50%以上。

Description

活性碳及其製造方法
本發明涉及活性碳及其製造方法。
通常,通過在500℃以上的溫度碳化碳原料之後,通過將其活性化為多孔質結構的方式製造活性碳。液體、氣體內的活性碳溶質具有吸附性,並且,活性碳的表面由微孔構成,該微孔,起到吸附作用。這種活性碳的比表面積大,且粒徑均一,可應用於用於汽相吸附、液相吸附的過濾器,並且,對雙電層電容器(EDLC)的電極非常有用。
關於活性碳電極技術,正在進行著調查雙電層電容器的電子物質活性碳的孔隙結構與電極化學特性之間的相關關係的許多研究。研究結果表明,在通常情況下,隨著比表面積的增大,充電容量也增加。此外,當確保一定範圍以上的比表面積時,中孔分率的增加也對充電容量起到大作用。因此,近期以來,正在進行著以在最大程度上增加活性碳的比表面積,確保中孔分率的方法,提高靜電容量的有關活性碳製造技術的研究。但是,通過擴大比表面積確保靜電容量的技術,因為利用具有低結晶化度的碳使鹼性物質活性化,可增加的活性碳的靜電容量已達到了極限。但是,對於更大靜電容量的電極的需求依然存在。
因此,人們對於可擴大靜電容量的其它技術的要求不斷提高,並且,需要提供一種不限於電極材料,用於多種用途的活性碳。
本發明中的技術為對應所述要求而得以開發,其涉及一種活性碳,該活性碳通過增加可吸附離子的有效孔隙比例,提高性能。
本發明涉及一種活性碳的製造方法,其通過調整活性化工程 條件,增加可吸附離子的有效孔隙比例。
本發明的技術課題不能局限於上述課題,所述領域的通常技術人員,可通過下文明確地理解上述的技術課題以外的其他課題。
根據本發明的一個實施例,本發明涉及包括微孔(micropore)及中孔(mesopore)的活性碳,該微孔的微孔孔容(micropore volume)可為0.9cm3/g以下,該微孔孔容中,單位質量具有5Å以上的直徑的一孔隙體積與該微孔孔容的分率可為50%以上。
根據本發明的一個實施例,該中孔的中孔孔容(mesopore volume)可為0.1cm3/g以上。
根據本發明的一個實施例,該中孔的中孔孔容可為0.13cm3/g以上。
根據本發明的一個實施例,該中孔孔容中,單位質量具有30Å以下的直徑的一孔隙體積與該中孔孔容的分率可為60%以上。
根據本發明的一個實施例,該活性碳的比表面積(BET)可為500m2/g至4200m2/g。
根據本發明的一個實施例,該活性碳的微孔/全孔的體積比可為0.65至0.95。
根據本發明的一個實施例,該活性碳可包括管狀、棒狀、金屬絲、薄片、纖維及粒子中至少一個形狀。
根據本發明的一個實施例,該活性碳可根據以下式1的條件被活性化且被製造,【式1】6<σ<9
σ=0.05T+M+0.25H其中,T為活性化溫度(℃),M為活性化劑重量/碳材料重量(g),H為保持時間(小時)。
根據本發明的一個實施例,該微孔孔容與該中孔孔容之比可為1:1至0.1。
根據本發明的一個實施例,其中,活性碳的製造方法,可包 括:準備碳材料的步驟;使該碳材料碳化的步驟;及使碳化的碳材料活性化的步驟;該活性化的步驟,根據以下式1的條件活性化,【式1】6<σ<9
σ=0.05T+M+0.25H其中,T為活性化溫度(℃),M為活性化劑重量/碳材料重量(g),H為保持時間(小時)
根據本發明的一個實施例,該活性化的步驟,可包括:混合該碳化的碳材料與活性化劑的步驟;及對與該活性化劑混合的碳化的碳材料進行熱處理的步驟。
根據本發明的一個實施例,該活性化劑可為鹼性氫氧化物,該活性化劑能以1至5的重量比被投入至該碳材料。
根據本發明的一個實施例,混合該碳化的碳材料與活性化劑的步驟中,該活性化劑中的KOH與其它鹼性氫氧化物的混合比可為1:0.1至1(w/w)。
根據本發明的一個實施例,該熱處理步驟可為在500℃至1200℃的活性化溫度進行熱處理的步驟。
根據本發明的一個實施例,執行該使碳化的碳材料活性化的步驟以後,活性化的碳材料中,活性化劑的含量可為50ppm以下。
根據本發明的一個實施例,該的活性碳的製造方法,可進一步包括:執行該碳化的步驟以後,將該碳化的碳材料粉碎成平均3μm至20μm的步驟。
根據本發明的一個實施例,所述的活性碳的製造方法,可進一步包括:執行該活性化步驟以後的進行洗滌的步驟;該進行洗滌的步驟通過由酸洗滌、蒸餾水洗滌及非活性氣體洗滌構成的群構成的群中選定的一個以上的方法執行。
根據本發明的一個實施例,執行該進行洗滌的步驟以後,該活性碳的pH值可為6.5至7.5。
根據本發明的一個實施例,該活性碳可包括微孔(micropore)及中孔(mesopore),該微孔的微孔孔容(micropore volume)可為0.9cm3/g以 下,該微孔孔容中,單位質量具有5Å以上的直徑的一孔隙體積與該微孔孔容的分率可為50%以上。
根據本發明的一個實施例,該中孔的中孔孔容可為0.13cm3/g以上,該中孔孔容中,單位質量具有30Å以下的直徑的一孔隙體積與該中孔孔容的分率可為60%以上。
本發明通過增大可進行離子吸附的有效孔隙範圍,例如,通過增加具有5至30(Å)直徑的孔隙比例,可提供一種活性碳,其可提供如金屬離子、有害物質、氣體等的吸附性能以外,可提高將其適用於電極素材時的性能(如,靜電容量)。
根據本發明,可提供一種多用途活性碳,其除了可應用於超級電容器的電極以外,還可應用於過濾器的吸附劑、吸附劑的載體。
本發明通過在活性化工程中,改變活性化劑與碳物質的混合比例,時間及溫度條件,提供一種孔隙比例有所增加的活性碳的製造方法。
110~140‧‧‧步驟
第1圖示出了根據本發明的一個實施例的活性碳製造方法的工程流程圖。
第2圖示出了根據本發明的一個實施例中,根據式1的條件變化的微孔孔容分佈。
第3圖示出了根據本發明的一個實施例中,根據式1的條件變化的中孔孔容分佈。
以下,參照附圖詳細地說明實施例。以下說明的實施例可施加多種變更。以下實施例不限定實施形態,應該理解為,包括對這些的所有變更、均等物至代替物。
在實施例使用的用語只是為了說明特定的實施例而使用的,所以不是要限定實施例的意圖。單數的表現除了在內容上明確指定之外,包括複數表現。在本說明書中,「包括」或者「具有」等用語要理解為,指 定說明書中記載的特徵、順序、步驟、操作、構成要素、部件或者這些組合的存在,而不是預先排除一個或者其以上的其他特徵或者順序、步驟、操作、構成要素、部件或者這些組合的存在,或者附加可能性。
除了另外被定義,在這裡所使用的包括技術或者科學用語的所有用語與本發明領域的技術人員一般理解具有相同的意思。一般所使用的事先被定義的用語解析成與有關技術具有意思相同的意思,且除了在本說明書沒有明確的定義,不能解釋成理想的或者過於形式的意思。
此外,參照附圖進行說明中,與附圖符號無關,相同的構成要素賦予相同的參照符號,且對此重複的說明給予省略。在說明實施例的過程中,判斷有關已知技術的具體說明,不必要地模糊實施例的要點時,其詳細說明給予省略。
本發明涉及活性碳,根據本發明的一個實施例,該活性碳包括微孔(micropore)及中孔(mesopore),並且,可通過在該孔隙內調整有效孔隙的比例,改善電子化學性性能,體現出穩定的特性。
這種有效孔隙的比例調整,在活性碳的製造工程中,可通過調節活性化劑的混合比、溫度、時間等的工程條件實現。對此,將在下面進行具體說明。在本發明中,該有效孔隙指具有比離子尺寸大的直徑,且可進行離子吸附的孔隙。
該微孔的平均大小(或者,直徑)可為1Å以上;1Å至20Å;1Å至17Å;或3Å至15Å。該微孔孔容(micropore volume)為該活性碳的微孔孔容(micropore volume,cm3/g),其可為0.9cm3/g以下;0.8cm3/g以下;或者0.1cm3/g至0.8cm3/g。如果其包括在微孔孔容(micropore volume)的範圍內,可發展比表面積,且提高有效孔隙的分率。該微孔/全孔的體積比可為0.65至0.95。該全孔的體積之比指微孔及中孔孔容之和。
該微孔孔容中,單位質量具有5Å以上的直徑的一孔隙體積與該微孔孔容的分率可為50%以上。這可通過增加離子的可進行吸附的有效孔隙比例,實現吸附性能、多種活性物質的固定化、吸附或者浸漬。並且,當將其應用於電極時,可提高如靜電容量等的性能。
該中孔的平均大小(或者,直徑)可為15Å以上;20Å以 上;20Å至60Å;20Å至50Å;或者25Å至45Å。該中孔孔容(mesopore volume)為該活性碳的中孔孔容(cm3/g),其可為0.1cm3/g以上;0.13cm3/g以上;或者0.1cm3/g至0.5cm3/g。如果其包括在中孔孔容(micropore volume)的範圍內,可改善比表面積,且可實現高靜電容量,或者,可提高吸附性能。
該中孔孔容中,單位質量具有30Å以下的直徑的一孔隙體積與該中孔孔容的分率可為60%以上。這通過增加電解液內離子的可進行吸附的有效孔隙的比率的同時,防止在中孔範圍內的大孔隙的成長及比率的增加,擴大靜電容量,並體現出穩定的性能。此外,通過離子的可吸附的有效孔隙的發展,可提供實現吸附性能,多種活性化物質的固定化、吸附或浸漬的吸附劑功能。
根據本發明的一個實施例,該活性碳可為具有管狀、棒狀、金屬絲、薄片、纖維及粒子中至少一個形狀。
根據本發明的一個實施例,該活性碳的比表面積(BET)可為500m2/g至4200m2/g;500m2/g至2500m2/g;1000m2/g至2500m2/g;2500m2/g至4200m2/g;至3000m2/g至4200m2/g。
根據本發明的一個實施例,該活性碳的pH可為6.5至7.5,活性化劑的濃度可為50ppm以下;或者30ppm以下。
根據本發明的一個實施例,該活性碳可應用於電極素材或具有吸附性能的吸附劑。該電極素材可應用於能源儲存裝置的電極素材。例如,可適用超級電容器,雙電層電容器(EDLC;Electric Double Layer Capacitor),二次電池。即,根據本發明的活性碳在電解質內通過發展可吸附的有效孔隙,改善靜電容量等。
該吸附劑,用於吸附液相、汽相或這兩種物質,根據本發明的活性碳,可具有吸附性能,或者,具有吸附功能的活性物質可為固定,吸附或者沉澱的載體使用。即,通過在液相或汽相環境中發展可進行吸附的有效孔隙,可提高對於吸附物件的吸附性能或者通過增加活性化劑的固定、吸附或者沉澱量提高吸附性能。
本發明涉及根據本發明的包括活性碳的能源儲存裝置。
根據本發明的能源儲存裝置,可包括殼,根據本發明一個實 施例的包括活性碳的至少一個以上的電極;分離膜;及電解質。
所述應用於能源儲存裝置的活性碳的比表面積(BET)可為500m2/g至2500m2/g。
該能源儲存裝置的靜電容量為18F/cc至35F/cc,該能源儲存裝置可為電容器、鋰二次電池。
本發明涉及根據本發明的包括活性碳的吸附劑及包括該吸附劑的過濾器。
該吸附劑及過濾器可利用於吸附液相、汽相或者屬這兩種的氯(Cl),氟(F),溴(Br)和碘(I)等的鹵素離子;如貴金屬,過渡金屬和重金屬等的金屬離子;如VOC等的有機化合物;酸性氣體等的有毒氣體等。
該過濾器可在該吸附劑被連接的多孔性過濾矩陣、多孔性器材(例如,薄片、薄膜等)上結合該吸附劑。
例如,應用於吸附劑及過濾器的活性碳的比表面積(BET)可為2500m2/g至4200m2/g。
本發明涉及根據本發明的活性碳的製造方法,根據本發明的一個實施例,將參照第1圖進行說明。第1圖是示出根據本發明一個實施例的,根據本發明的活性碳的製造方法的示例性流程圖。第1圖所述的製造方法,可包括準備碳材料的步驟110;碳化碳材料的步驟120;使碳化的碳材料活性化的步驟130;及進行洗滌的步驟140。
準備碳材料的步驟110為準備用於活性碳的主材料的碳材料的步驟。例如,該碳材料可包括由瀝青、焦煤、等壓碳、異方性碳、軟碳及非石墨化碳構成的群中選定的至少一個以上。
碳化碳材料的步驟120是為了提高活性碳的結晶化度、性能、質量(例如,純度)等,在高溫除去除了碳成分以外的元素及/或雜誌等的步驟。
碳化碳材料的步驟120中,該碳成分以外的成分能以油蒸汽形態蒸發,並且,結束碳化後,可根據原來的成分收取碳材料,其在成分上有區別,但是,比所準備的碳材料小大約3%至40%的重量。
在碳化碳材料的步驟120中,碳化溫度可為500℃至1200℃。如包括在該溫度範圍內,可具有高的XRD最大豐度強度及高結晶化度,並且,可提供可適用能源儲存裝置的電極、吸附劑等的活性碳。
碳化碳材料的步驟120可在10分鐘至24小時內在空氣,氧氣,碳素及非活性氣體中包含至少一個以上的環境中執行。例如,該非活性氣體可為氬氣、氦氣、氫氣、氮氣等。
根據本發明的一個實施例,該碳材料碳化的步驟120以後,還包括粉碎碳化的碳材料的步驟(未圖示)。例如,該进行粉碎的步驟可通过粉碎被碳化的碳材料进行粉末化至粒徑為3μm至20μm如果包括在該粒徑範圍內,可在該碳材料吸附活性化劑,增加碳材料的活性化面積。
粉碎該碳化的碳材料的步驟,利用機械粉碎,該機械粉碎可包括由轉子粉碎,砂漿粉碎,球粉碎,行星球粉碎(planetary ball milling),噴射粉碎,焊珠粉碎及磨碎粉碎構成的群中選定的一個以上。
使碳化的碳材料活性化的步驟130,可包括碳化的碳材料與活性化劑混合的步驟131;及對與活性化劑混合的碳化的碳材料進行熱處理的步驟132。
使碳化的碳材料活性化的步驟130,可通過調整在活性化工程中的活性化劑的混合比,溫度及時間中的至少一個,根據下述式1的條件進行活性化。在式1,如果包括在σ值的範圍內,可在微孔及中孔內增加用於離子吸附的有效孔隙的比例,並防止σ值的增加所導致的孔隙大小的擴大。
【式1】6<σ<9 σ=0.05T+M+0.25H
其中,T為活性化溫度(℃),M為活性化劑的重量/碳材料的重量(g/g),H為保持時間(小時)。
碳化的碳材料與活性化劑混合的步驟131為在碳化碳材料的步驟120混合碳化的碳材料與活性化劑的步驟。
該活性化劑可對該碳化的碳材料以該活性化劑重量佔該碳 化的碳材料總重量的1至5的重量比被投入。如果包括在該重量比範圍內,可增加活性碳比表面積的改善,提供如靜電容量等性能有所提高的活性碳。
該活性化劑為鹼性氫氧化物,例如,可為MOH(M=Li,Na,K或者Cs的鹼性金屬)。優選地,可為KOH,NaOH等。
該鹼性氧化物,可在活性化工程中,經過調整活性碳的微孔及中孔的比例,投入為混合物,以提高比表面積。例如,一個鹼性氫氧化物與另一個鹼性氫氧化物的混合比可為1:0.1至1(w/w)。優選地,反映程度較大的鹼性氫氧化物與反映程度較低的其它鹼性氫氧化物的混合比可為1:0.1至1(w/w)。如果包括在該混合比範圍內,例如,可根據溫度較容易地進行微孔及中孔的比例調整及有效孔隙的比例調整。
對與活性化劑混合的碳化的碳材料進行熱處理的步驟132為,通過對該碳化的碳材料及活性化劑的混合物施加熱(或者,熱處理工程),分解該活性化劑,使該碳化的碳材料表面活性化,形成活性化的碳材料(或者,活性碳)的步驟。
使與活性化劑混合的碳化的碳材料活性化的步驟131可為500℃以上;或者在500℃至1000℃的活性化溫度進行活性化。該活性化溫度可根據式1進行調整,擴大有效孔隙的比例。如果包括在該活性化溫度範圍內,比表面積大,且可形成微小孔隙,並且,可防止活性碳的凝集所導致的粒徑的增加,可提供結晶化度高的活性碳。
使活性化劑混合的碳化的碳材料活性化的步驟131可在10分至24小時內執行。該啟動時間可根據式1進行調整,增大有效孔隙比例。如果包括在該時間範圍內,能夠充分進行活性化,並在高溫防止長時間的暴露所導致的活性碳之間的凝集等。
使與活性化劑混合的碳化的碳材料活性化的步驟131可在包括空氣、氧氣及非活性氣體中至少一個的環境下實施。例如,該非活性氣體可為氬氣、氦氣、氫氣、氮氣等。
根據本發明的一個實施例,執行與活性化劑混合的碳化的碳材料活性化的步驟131以後,可進一步包括粉碎活性碳的步驟(未圖示)。 例如,粉碎活性碳的步驟,可通過粉碎成平均3μm至20μm的粒徑,將其粉末化為微粒子。
進行洗滌的步驟140為執行使與活性化劑混合的碳化的碳材料活性化的步驟131以後獲得的活性碳洗滌的步驟。
進行洗滌的步驟140可通過由酸洗滌、蒸餾水洗滌及分活性氣體洗滌構成的群中選定的一個以上的方法進行洗滌。例如,該酸洗滌可使用包括有機酸、無機酸或者兩個的酸溶液。例如,可適用由硫酸,鹽酸,硝酸,乙酸,甲酸和磷酸構成的群中選定的包括一個以上的酸水溶液。
根據本發明的一個實施例,進一步包括洗滌活性碳的步驟140以後進行乾燥的步驟(未圖示)。例如,該進行乾燥的步驟可在50℃至200℃溫度將被洗滌的活性化的碳材料乾燥10分鐘以上;或者,可在10分鐘至40小時內進行真空乾燥或者空氣,非活性氣體或由上述兩個構成的環境下進行乾燥。
根據本發明的一個實施例,通過上述方法製造的活性化的碳材料的pH可為6.5至7.5,活性化劑的濃度可為50ppm以下;或者30ppm以下。該pH的濃度可為進行洗滌、乾燥或執行這兩個工程以後的數值。
根據本發明的一個實施例,該進行乾燥的步驟以後可對活性化的碳材料進行熱處理除去雜物等的步驟。例如,可除去金屬雜物,氧氣功能基。
該熱處理可在300℃以上的溫度;300℃至1000℃;或者500℃至1000℃的溫度可執行10分鐘以上;或者,可在10分鐘至40小時內執行。
如果包括在該溫度及時間範圍內,可除去活性碳內的氧氣含量(氧氣功能基)、金屬雜物,而且,可防止比表面積的減小。該熱處理可在包含氯氣、非活性氣體或者包含這兩個的熱處理環境中實施,所述包含氯氣的氣體,可在形成該環境的氣體中以1至50%(v/v);5至50%(v/v);5至40%(v/v);或者10至30%(v/v)的比例包含。如果包括在該範圍內,可防止由氫氣等的孔隙結構的破壞等,以減小比表面積,提高由氯氣的金屬雜物。
實施例1至實施例5
獲得了將石油界煉焦(Coke)材料碳化10個小時後所形成的碳化物。根據表1所示的式1的值,該碳化物及活性化劑(KOH:NaOH=1:1(w/w))以1:1至1:5的質量比混合在榨汁機。其次,將混合物放入至坩堝,在600℃至1000℃的溫度及10小時至12小時內在不活性環境進行了活性化。再次,用鹽酸水溶液反復三次洗滌及洗滌(認為“`水洗,,)後進行了乾燥。並且,通過使乾燥(認為“烘乾”更為合適)的活性碳通過過濾器,獲得了活性碳。
對照例2至對照例4
根據表1所示的式1的值調整活性化工程以外,以與實施例1相同的方式獲得的活性碳。
通過測定在實施例及對照例製造的活性碳的BET及孔隙孔容,在表1及第2圖至第3圖示出。孔隙孔容中,微孔孔容(micropore volume)用HK(Horvath-Kawazoe)法進行測定,中孔孔容(mesopore volume),用BJH(Barrett-Joyner-Halenda)法進行測定。此外,在表1中,示出了所測定的活性碳的靜電容量。
Figure 107132526-A0202-12-0011-1
*靜電容量:除以具有表1的孔隙特性的商用品(對照例1)的靜電容量的值(實施例或對照例的活性碳的靜電容量/商用品的靜電容量)。
參照表1及第2圖至第3圖,根據式1的包括在活性化工程條件的實施例1至實施例4可增加可進行離子醃制的有效孔隙的5至30的孔隙比例,最終,可確認出靜電容量對比商用品(對照例1)增加的情況。特別地,在實施例4中可確認出,即使對比商用品及實施例4的微孔孔容小,但靜電容量由顯著的提高。
相反,對於對照例1至對照例4,在對照例1及對照例2中,5Å以上的孔隙的比率低,並且,可確認對照例3及對照例4的靜電容量低。特別地,在對照例4中,這種靜電容量的減少如在第2圖及第3圖所示,可預測為微孔及中孔孔容的急劇增加所導致的。
即,本發明通過調整在活性化工程中的活性化劑的比例,溫度及時間,可增加5Å至30Å的有效孔隙的比例,提供比具有相同或類似的比表面積的活性碳的靜電容量改善得多的靜電容量的活性碳。此外,本發明可通過利用可進行吸附的有效孔隙,提供一種吸附性能有所提高的吸附劑、載體或者可應用於由各種成分構成的過濾器的活性碳。
如上所示,實施例雖然通過有限的實施例和附圖進行了說明,但是在本發明所屬領域中具備通常知識的人均可以從此記載中進行各種修改和變形。例如,可通過與說明的方法不同的順序來實行所說明的技術,和/或是通過與說明的方法不同其他構成要素或同等事物來代替或置換也可獲得適當結果。所以,其他實現、其他實施例及與專利請求範圍均等的,也屬後述的專利申請範圍的範圍。雖然本發明已以較佳實施例揭露,然其並非用以限制本發明,任何熟習此項技藝之人士,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種更動與修飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110~140‧‧‧步驟

Claims (19)

  1. 一種活性碳,包括:微孔(micropore)及中孔(mesopore),該微孔的微孔孔容(micropore volume)為0.9cm 3/g以下,該微孔孔容中,單位質量具有5Å以上的直徑的一孔隙體積與該微孔孔容的分率為50%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該中孔的中孔孔容(mesopore volume)為0.1cm 3/g以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該中孔的中孔孔容為0.13cm 3/g以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該中孔的中孔孔容中,單位質量具有30Å以下的直徑的一孔隙體積與該中孔孔容的分率為60%以上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該活性碳的比表面積(BET)為500m 2/g至4200m 2/g。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該活性碳的微孔/全孔的體積比為0.65至0.95。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該活性碳包括管狀、棒狀、線狀、薄片、纖維及粒子中至少一個形狀。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的活性碳,其中,該活性碳根據以下式1的條件進行活性化、製造,【式1】6<σ<9 σ=0.05T+M+0.25H,其中,T為活性化溫度(℃),M為活性化劑重量/碳材料重量(g/g),H為保持時間(小時)。
  9. 一種活性碳的製造方法,包括:準備碳材料的步驟;使該碳材料碳化的步驟;及使碳化的碳材料活性化的步驟;該活性化的步驟,以下式1的條件進行活性化,【式1】6<σ<9 σ=0.05T+M+0.25H其中,T為活性化溫度(℃),M為活性化劑重量/碳材料重量(g),H為保持時間(小時)。
  10. 如申請專利範圍第9所述的活性碳的製造方法,其中,該活性化的步驟,包括:混合該碳化的碳材料與活性化劑的步驟;及對與該活性化劑混合的碳化的碳材料進行熱處理的步驟。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的活性碳的製造方法,其中,該活性化劑為鹼性氫氧化物,該活性化劑以該碳材料的1至5倍的重量比投入至該碳材料。
  12. 如申請專利範圍第11所述的活性碳的製造方法,其中,混合該碳化的碳材料與活性化劑的步驟中,該活性化劑中的KOH與其它鹼性氫氧化物的混合重量比為1:0.1至1。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的活性碳的製造方法,其中,該熱處理步驟為在500℃至1200℃的活性化溫度進行熱處理的步驟。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的活性碳的製造方法,其中,執行該使碳化的碳材料活性化的步驟以後,活性化的碳材料 中,活性化劑的含量為50ppm以下。
  15. 如申請專利範圍第9項所述的活性碳的製造方法,進一步包括:執行該碳化步驟以後,將該碳化的碳材料粉碎成平均3μm至20μm的步驟。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的活性碳的製造方法,進一步包括:執行該活性化步驟以後的進行洗滌的步驟;該進行洗滌的步驟通過由酸洗滌、蒸餾水洗滌及非活性氣體洗滌構成的群組中選定的一個以上的方法執行。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的活性碳的製造方法,其中,執行該進行洗滌的步驟以後,該活性碳的pH值為6.5至7.5。
  18. 如申請專利範圍第9項所述的活性碳的製造方法,其中,該活性碳包括微孔(micropore)及中孔(mesopore),該微孔的微孔孔容(micropore volume)為0.9cm 3/g以下,該微孔孔容中,單位質量具有5Å以上的直徑的一孔隙體積與該微孔孔容的分率為50%以上。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的活性碳的製造方法,其中,該中孔的中孔孔容為0.13cm 3/g以上,該中孔孔容中,單位質量具有30Å以下的直徑的一孔隙體積與該中孔孔容的分率為60%以上。
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