生物质纳米孔碳的制备方法技术

本发明专利技术提供了化学领域内的生物质纳米孔碳的制备方法，包括以下步骤，（1）选用竹子、椰壳、麻杆和柳桉作为生物质基体原料，处理生物质基体原料；（2）将上述四种不同的生物质前驱体原料经850 oC高温真空煅烧后制备所得四种不同的生物质纳米孔碳；（3）将制备得到的四种不同的生物质纳米孔碳研磨过筛至200目（平均颗粒粒度为70μm）继而通过浸渍金属前驱体溶液获取金属催化剂颗粒；（4）在引入金属纳米功能相之前，BNCs首先采用一定浓度的硝酸溶液（68%）在室温下离子搅拌6h，以去除无机杂质和引入增强金属催化剂沉淀位的表面含氧官能团，再用去离子水反复清洗至pH为7；本发明专利技术操作简单。

Preparation of biomass nano porous carbon

【技术实现步骤摘要】
生物质纳米孔碳的制备方法
本专利技术属于化学领域，特别涉及生物质纳米孔碳的制备方法。
技术介绍
利用生物质作为原材料，如椰壳、麻杆、柳桉或竹子等制备的活性炭具有源料丰富、价格低廉和较大比表面积等的优势，被广泛应用于微波吸收、污水处理、催化剂载体和电化学电极材料。另外，生物质纳米孔碳的来源可再生、环境友好且无毒。这些优势使得它们成为了发展和合成杂化电极材料的重点采用的碳基材料之一。然而，即使生物质纳米孔碳有着足够大的比表面积，但它们在双电层电容器的应用仍然受限。因为它们大多包含较为复杂的表面特性和弯曲不规则且狭窄的孔道结构，这些微孔（如直径小于2nm）难以被电解液润湿而不能储存电荷。因此，获得的比电容一般并不高，值在200Fg-1左右。研究表明，在碳基表面负载纳米功能相，通过引入赝电容的成分可提高电容性能，这得益于两者在高导电性与高比电容性能上的协同作用。现有技术中，尚存在纳米颗粒的沉积极大地增大了对碳基孔的堵塞，阻碍了碳基双层电容的有效发挥或纳米增强相与碳基间结合力较差导致电容循环稳定性差的问题，但是，生物质纳米孔碳包含sp2-和sp3-键和复杂的表面性质，不同于石墨烯比较完美的石墨平面的二维结构，它们本身具备的多维、多尺度、多结构及多孔的形貌特性，为后续引入均匀度高、分散性好的纳米级功能相带来了更大的困难和影响。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供生物质纳米孔碳的制备方法，解决现有技术中制备出的活性炭基表面易堵塞的技术问题，利用本专利技术制备出来的纳米孔碳对纳米功能相形貌变化的影响规律，负载后纳米孔碳的表面不易堵塞。本专利技术的目的是这样实现的：生物质纳米孔碳的制备方法，包括以下步骤：（1）选用竹子、椰壳、麻杆和柳桉作为生物质基体原料，处理生物质基体原料；（2）将上述四种不同的生物质前驱体原料经850oC高温真空煅烧后制备所得四种不同的生物质纳米孔碳；（3）将制备得到的四种不同的生物质纳米孔碳研磨过筛至200目（平均颗粒粒度为70μm）继而通过浸渍金属前驱体溶液获取金属催化剂颗粒，将竹子、椰壳、麻杆和柳桉碳化后制备所得的纳米孔碳分别标记简称为：BNC-B，BNC-C，BNC-H和BNC-L；（4）在引入金属纳米功能相之前，BNCs首先采用一定浓度的硝酸溶液（68%）在室温下离子搅拌6h，以去除无机杂质和引入增强金属催化剂沉淀位的表面含氧官能团，再用去离子水反复清洗至pH为7。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（4）中，金属催化剂负载的制备具体包括以下步骤：称取定量的竹质多孔碳（BNC-B）作为载体碳基（0.5g）浸渍0.25M的Co(NO3)2·6H2O溶液以获得1%质量分数的Co的负载。本专利技术与现有技术相比，利用本专利技术制备出来的纳米孔碳对纳米功能相形貌变化的影响规律，负载后纳米孔碳的表面不易堵塞；可应用于制备生物质纳米孔碳的工作中。具体实施方式生物质纳米孔碳的制备方法，包括以下步骤：（1）选用竹子、椰壳、麻杆和柳桉作为生物质基体原料，处理生物质基体原料；（2）将上述四种不同的生物质前驱体原料经850oC高温真空煅烧后制备所得四种不同的生物质纳米孔碳；（3）将制备得到的四种不同的生物质纳米孔碳研磨过筛至200目（平均颗粒粒度为70μm）继而通过浸渍金属前驱体溶液获取金属催化剂颗粒，将竹子、椰壳、麻杆和柳桉碳化后制备所得的纳米孔碳分别标记简称为：BNC-B，BNC-C，BNC-H和BNC-L；（4）在引入金属纳米功能相之前，BNCs首先采用一定浓度的硝酸溶液（68%）在室温下离子搅拌6h，以去除无机杂质和引入增强金属催化剂沉淀位的表面含氧官能团，再用去离子水反复清洗至pH为7；其中，金属催化剂负载的制备具体包括以下步骤，称取定量的竹质多孔碳（BNC-B）作为载体碳基（0.5g）浸渍0.25M的Co(NO3)2·6H2O溶液以获得1%质量分数的Co的负载。步骤（4）中的丙酮溶液作为溶剂因为它能有效地浸透碳材料并且可以促进Co(NO3)2在碳基体上分散。本专利技术与现有技术相比，利用本专利技术制备出来的纳米孔碳对纳米功能相形貌变化的影响规律，负载后纳米孔碳的表面不易堵塞；可应用于制备生物质纳米孔碳的工作中。本专利技术并不局限于上述实施例，在本专利技术公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本专利技术保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生物质纳米孔碳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）选用竹子、椰壳、麻杆和柳桉作为生物质基体原料，处理生物质基体原料；/n（2）将上述四种不同的生物质前驱体原料经 850 oC 高温真空煅烧后制备所得四种不同的生物质纳米孔碳；/n（3）将制备得到的四种不同的生物质纳米孔碳研磨过筛至 200 目（平均颗粒粒度为70μm）继而通过浸渍金属前驱体溶液获取金属催化剂颗粒，将竹子、椰壳、麻杆和柳桉碳化后制备所得的纳米孔碳分别标记简称为：BNC-B，BNC-C，BNC-H和 BNC-L；/n（4）在引入金属纳米功能相之前，BNCs 首先采用一定浓度的硝酸溶液（68%）在室温下离子搅拌 6 h，以去除无机杂质和引入增强金属催化剂沉淀位的表面含氧官能团，再用去离子水反复清洗至 pH 为 7。/n

【技术特征摘要】
1.生物质纳米孔碳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选用竹子、椰壳、麻杆和柳桉作为生物质基体原料，处理生物质基体原料；
（2）将上述四种不同的生物质前驱体原料经850oC高温真空煅烧后制备所得四种不同的生物质纳米孔碳；
（3）将制备得到的四种不同的生物质纳米孔碳研磨过筛至200目（平均颗粒粒度为70μm）继而通过浸渍金属前驱体溶液获取金属催化剂颗粒，将竹子、椰壳、麻杆和柳桉碳化后制备所得的纳米孔碳分别标记简称为：BNC-B，BNC-C，BNC-H和BN...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆莉莉，
申请(专利权)人：陆莉莉，
类型：发明
国别省市：江苏;32