The invention belongs to the field of material preparation and pollutant treatment, and discloses a preparation method and application of a hydrophobic low density grapefruit peel carbon aerogel. The invention uses fresh shaddock peel as raw material and is prepared by hydrothermal carbonization, freeze drying and high temperature pyrolysis. First, remove the skin and flesh of the grapefruit, pomelo peel raw materials are fluffy, high temperature autoclave, hydrothermal carbonization; then, wash away the impurities using a constant temperature water bath, then freeze drying; then under the protection of nitrogen pyrolysis, removal of surface oxygen groups, the biomass carbon aerogels, hydrophobic matter light and porous. The carbon aerogels show a high adsorption capacity for oil and organic solvents. The grapefruit skin is a cheap and renewable biomass materials, not only reduces the cost of preparation of carbon aerogels, but also to ease the problem of environmental pollution of waste biomass may bring, the product can effectively remove oil in water and organic solvent pollution, environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
一种疏水低密度柚子皮碳气凝胶的制备方法及其应用
本专利技术属于材料制备和污染物处理领域,涉及一种疏水低密度柚子皮碳气凝胶的制备方法及其应用。
技术介绍
近年来,随着各行业的快速发展,引发的油污染问题也日益严重。油污染主要源于在运输的过程中油轮破损后发生的油泄漏,以及城市工业含油废水的排放等。大量的油泄露到水体中,会带来巨额的经济损失,还会造成大面积的水体污染以及影响沿岸居民的生产生活,威胁生命健康。为了解决存在的油污染问题,常规的油污染处理方法可分为:吸附法、絮凝法、生化法和气浮法等。其中,吸附法是利用材料特殊的性质选择性地吸附分离油污的方法,由于其具有环保安全,操作简单和适用范围广等特点,被广泛用于处理油污染问题。目前,高效且廉价的吸附材料的研究仍是当下工作的重点。碳气凝胶材料拥有低的密度、高的孔隙率、大的比表面积和表面疏水性能等特性,如石墨烯气凝胶、碳纳米管气凝胶、碳纤维气凝胶等,在油污染处理领域显示出了高的吸附容量。然而,这些碳气凝胶存在制备原料昂贵,制备过程复杂繁琐,而且不能大规模工业生产的弊端。因此,需要寻找一种原材料廉价而且制备工艺简单,能大规模生产的新型碳气凝胶。目前,由于废弃的生物质材料具有廉价和可再生等特性,以其作为原材料制备碳基材料引起了人们越来越多的关注。本专利以新鲜的柚子皮为原料,结合水热碳化、冷冻干燥和高温热解等方法制备了一种新型疏水低密度的生物质碳气凝胶材料,并将其用于吸附水体中油与有机溶剂污染物。不仅解决了废弃生物质可能带来的环境污染问题,还减低了碳气凝胶的生产成本,对油污染问题的处理和环境保护具有重要的意义。
技术实现思路
本专 ...
【技术保护点】
一种疏水低密度柚子皮碳气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、去掉柚子的果肉和外表皮,得到白色蓬松的新鲜柚子皮,并切成大小适宜的块状;将块状柚子皮移入高压反应釜中,在烘箱中高温水热反应一段时间,得到黑色的柚子皮水凝胶;步骤2、将步骤1得到的柚子皮水凝胶移入一个盛有去离子水的大烧杯中,在适宜的水浴温度下,搅拌洗涤一段时间,并重复洗涤多次,用以除去柚子皮水凝胶其中残存的杂质;步骤3、将步骤2得到的材料冷冻干燥后得到棕色的柚子皮气凝胶;步骤4、将步骤3得到的材料置于管式炉中,程序升温至加热温度,在高温氮气条件下加热碳化一段时间,得到疏水低密度的柚子皮碳气凝胶。
【技术特征摘要】
1.一种疏水低密度柚子皮碳气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、去掉柚子的果肉和外表皮,得到白色蓬松的新鲜柚子皮,并切成大小适宜的块状;将块状柚子皮移入高压反应釜中,在烘箱中高温水热反应一段时间,得到黑色的柚子皮水凝胶;步骤2、将步骤1得到的柚子皮水凝胶移入一个盛有去离子水的大烧杯中,在适宜的水浴温度下,搅拌洗涤一段时间,并重复洗涤多次,用以除去柚子皮水凝胶其中残存的杂质;步骤3、将步骤2得到的材料冷冻干燥后得到棕色的柚子皮气凝胶;步骤4、将步骤3得到的材料置于管式炉中,程序升温至加热温度,在高温氮气条件下加热碳化一段时间,得到疏水低密度的柚子皮碳气凝胶。2.根据权利要求1所述的一种疏水低密度柚子皮碳气凝胶的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述水热反应碳化的温度为150~200℃,时间为8~24h。3.根据权利要求1所述的一种疏水...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘燕,彭建波,李廷伟,秦长春,仇建,刘占超,张文莉,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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