一种超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶及其制备方法与应用，属于气凝胶功能材料生产领域。该制备方法包括细菌纤维素的合成、细菌纤维素凝胶液膜的冷冻固化、真空干燥、PDMS浸渍处理、高温煅烧等步骤。细菌纤维是一种具有高含水量的水凝胶，且纤维纯而长，能显著提高气凝胶的孔隙率和柔韧性，PDMS能赋予气凝胶良好的弹性和机械韧性。在惰性氮气中碳化有利于硅的掺杂且能增大气凝胶的比表面积，提高气凝胶表面的疏水性，进而提高吸附速度和吸附效果，最终得到的纤维素基碳气凝胶具有三维空间网络结构和良好的弹性恢复性，压缩85％后仍可弹回，对90#汽油的吸附可在30s内完成，吸附量可达自身质量的140～160倍。

【技术实现步骤摘要】
一种超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶及其制备方法与应用
本专利技术属于气凝胶功能材料生产领域，具体涉及一种超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
气凝胶又称干凝胶，即除去凝胶中的溶剂后保留的完整骨架。气凝胶具有低密度、大比表面积、多孔结构、高孔隙率等特点，可广泛用于航天军工、过滤材料、漏油吸附、高效催化、能源存储等领域。通常来讲，密度低于10mg/cm3的气凝胶可以称作超轻气凝胶。近年来发现了一些新型气凝胶如石墨烯碳气凝胶等，具有强度高，密度低，导电性优异等特点，但是想要大量获得超轻弹性气凝胶仍然是一个挑战。目前，吸附法因操作简单、污染小、能耗低等特点，被认为是治理原油泄露或有机溶剂引起的水污染最有效的处理方法。但传统的吸附剂材料都存在吸附效率低、吸附时间长和循环性能差等瓶颈问题。因此，迫切需要开发具有优异的吸附选择性、高吸附速度、高吸附量、低成本和可回收的理想吸附剂。近年来，一些石墨烯基气凝胶材料因其固有的疏水性、高比表面积等特性在石油泄漏吸附等领域引起了广泛的关注。但现有石墨烯基碳气凝胶的制备过程多使用较高的反应温度和压力，或使用非绿色的化学试剂，高能耗和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)细菌纤维素的合成：将木醋杆菌接种到含有椰果的发酵培养基中通过在35～38℃，相对湿度40～50％RH条件下发酵生物合成细菌纤维素凝胶液膜；(2)冷冻及真空干燥处理：将步骤(1)得到的细菌纤维素凝胶液膜用液氮进行冷冻固化处理，接着对块状模块进行真空干燥处理，得到细菌纤维素气凝胶；(3)PDMS浸渍处理：将步骤(2)得到的细菌纤维素气凝胶浸渍在PDMS预聚物中，利用抽真空的方式使混合液中的气泡浮至表面并破裂，再放入烘箱中；(4)高温煅烧：将步骤(3)得到的材料进行高温煅烧处理，接着冷却，制得超快高吸附性能纤维素弹性碳...

【技术特征摘要】
1.一种超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)细菌纤维素的合成：将木醋杆菌接种到含有椰果的发酵培养基中通过在35～38℃，相对湿度40～50％RH条件下发酵生物合成细菌纤维素凝胶液膜；(2)冷冻及真空干燥处理：将步骤(1)得到的细菌纤维素凝胶液膜用液氮进行冷冻固化处理，接着对块状模块进行真空干燥处理，得到细菌纤维素气凝胶；(3)PDMS浸渍处理：将步骤(2)得到的细菌纤维素气凝胶浸渍在PDMS预聚物中，利用抽真空的方式使混合液中的气泡浮至表面并破裂，再放入烘箱中；(4)高温煅烧：将步骤(3)得到的材料进行高温煅烧处理，接着冷却，制得超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶。2.根据权利要求1所述的超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的含有椰果的发酵培养基中椰果的含量为20g/L，其中，椰果的固含量为50％～60％。3.根据权利要求1或2所述的超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述的发酵培养基的组分为：蛋白胨5.0g/L，酵母膏5.0g/L，柠檬酸1.0g/L，Na2HPO4：3.0g/L，MgSO4：0.4g/L。4.根据权利要求1所述的超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的细菌纤维素凝胶液膜的厚度为10～20mm。5.根据权利要求1所述的超快高吸附性能纤维素弹性碳气凝胶的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：程峥，杨仁党，谢俊贤，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44