木质素基多级孔碳材料及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种木质素基多级孔碳材料及其制备方法，该制备方法包括：木质素预处理，低共熔溶剂配制，木质素的低共熔溶剂热碳化，溶剂热碳化产物制备，溶剂热碳化产物活化以及木质素基多级孔碳材料制备。本发明专利技术选用低共熔溶剂溶解木质素原料，制备简单，绿色无毒。本发明专利技术的木质素基多级孔碳材料具有丰富的大孔‑介孔‑微孔结构，且分布均匀合理，具有良好的吸附性能。可用于超级电容器电极材料、锂离子电池负极材料、吸附材料等领域。

【技术实现步骤摘要】
木质素基多级孔碳材料及其制备方法
本专利技术属于碳材料领域，具体涉及一种木质素基多级孔碳材料及其制备方法。
技术介绍
活性炭有着发达的多孔结构，内部比表面积能够达到500至3000m2/g，高度热稳定和化学稳定，且来源丰富，以上性质使其广泛应用于吸附、催化、储能等领域。多孔材料的孔隙结构根据其大小可分为：大孔(>50nm)、介孔或中孔(2-50nm)和微孔(<2nm)，一般来说活性炭的孔隙结构以大孔和微孔为主，介孔结构较少。但是在储能、吸附、过滤等诸多领域中，多级孔碳材料的介孔结构起着至关重要的作用，所以制备出大孔-介孔-微孔分布合理的多级孔碳材料有着重大意义。木质素含碳量高，氧含量低，有着大量的苯环结构，非常适合作为碳材料的原料。并且该应用对于木质素种类、结构一致性要求较低，是木质素实现高值化、工业化应用的有效路径之一。以木质素为原料制备的多孔碳材料，根据其方法大致可分为以下几类。(1)木质素基活性炭，方法主要分为物理活化和化学活化。物理活化指在高温环境下以水蒸气或二氧化碳为活化剂进行活化；化学活化指将碱、磷酸、碱金属盐等活化剂与木质素混合在高温下进行活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木质素基多级孔碳材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：木质素预处理：将原料木质素风干、粉碎后置于烘箱中，进行第一干燥，干燥后冷却至室温，得到木质素样品，备用；低共熔溶剂配制：将无水氯化胆碱和甲酸均匀混合，进行第一反应，得到澄清透明液体，置于密闭烘箱中，进行第二干燥，去除多余水分，密封冷却至室温后得到低共熔溶剂，备用；木质素的低共熔溶剂热碳化：将低共熔溶剂与木质素样品均匀混合，置于密闭烘箱中，进行第二反应，得到第一产物；溶剂热碳化产物制备：在搅拌状态下，将第一产物滴入加热到第三反应温度的去离子水中，进行第三反应；将混合液离心，洗涤，低温真空冷冻干燥，得到第二产物；溶剂热碳化产物活化...

【技术特征摘要】
1.一种木质素基多级孔碳材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：木质素预处理：将原料木质素风干、粉碎后置于烘箱中，进行第一干燥，干燥后冷却至室温，得到木质素样品，备用；低共熔溶剂配制：将无水氯化胆碱和甲酸均匀混合，进行第一反应，得到澄清透明液体，置于密闭烘箱中，进行第二干燥，去除多余水分，密封冷却至室温后得到低共熔溶剂，备用；木质素的低共熔溶剂热碳化：将低共熔溶剂与木质素样品均匀混合，置于密闭烘箱中，进行第二反应，得到第一产物；溶剂热碳化产物制备：在搅拌状态下，将第一产物滴入加热到第三反应温度的去离子水中，进行第三反应；将混合液离心，洗涤，低温真空冷冻干燥，得到第二产物；溶剂热碳化产物活化：将第二产物与氢氧化钾均匀混合，加入少量去离子水溶解，将混合物进行第三干燥；干燥后将混合物在氮气氛围下在管式炉中进行第一活化，得到第三产物；木质素基多级孔碳材料制备：将第三产物用盐酸浸泡后，充分洗涤至中性，过滤后在密闭烘箱中进行第四干燥，得到木质素基多级孔碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无水氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁同琦，孙润仓，方巍，王西鸾，李凤凤，庞博，陈维婧，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11