一种含氮多孔碳材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种含氮多孔碳材料的制备方法，包括：对烟草材料进行活化、浸渍、碳化和净化等处理即得到含氮多孔碳材料，其中，所述浸渍的步骤包括在含活化剂烟草原料的表面形成包覆层。在所述碳化处理过程中从烟草材料中逸出的烟碱因包覆层束缚难以快速分散到包覆层外部，同时也会参与碳化，其中的氮元素作为最终碳材料的氮源，有效提高了烟草基碳材料制备过程中内源氮元素的利用率和碳产品的收率。本发明专利技术还提供一种由上述方法制备的含氮多孔碳材料的应用，所述含氮多孔碳材料应用于卷烟滤嘴、土壤改良剂、水处理吸附剂或电极中。水处理吸附剂或电极中。水处理吸附剂或电极中。

【技术实现步骤摘要】
一种含氮多孔碳材料的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种烟草废弃物的回收利用，尤其涉及一种含氮多孔碳材料的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国是世界烟草大国，其种植面积、总产量、卷烟产量及销售量均居世界首位。在烟叶及加工过程中不可避免会产生大量的废弃物，据统计，仅2015年产生的烟秆就达1.163
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106吨。由于烟秆可用性相对较差，绝大部分以掩埋丢弃或焚烧的方式处理，综合利用率极低，不仅造成了环境污染，而且浪费了大量的现有资源。
[0003]活性炭是一类多孔固体碳材料，因其具有发达的空隙结构和巨大的比表面积，因而赋予其独特的强吸附性能，加上其化学性质稳定，不溶于水和其他大部分溶剂，使其在吸附、分离、催化等领域得到广泛应用。研究表明，活性炭与醋酸纤维按一定比例制成的二元复合滤棒在选择性降低卷烟焦油、苯并芘、羰基化合物等方面效果显著，故新型功能性活性炭的制备对于卷烟降焦减害具有十分重要的意义。
[0004]烟草基多孔碳的制备主要是基于原料的热转化过程，按照是否有外加活化剂的参与，分为直接碳化法和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氮多孔碳材料的制备方法，包括：活化 先将烟草颗粒原料浸渍于活化剂溶液中，使所述烟草颗粒原料负载所述活化剂溶液中的活化剂；再进行干燥处理得到含活化剂烟草原料，其中，所述活化剂在所述活化剂溶液中的质量分数为1%～20%；浸渍 先将无机层前驱体溶液滴加到所述含活化剂烟草原料中，然后于30℃～100℃干燥，获得无机包覆烟草材料，该无机包覆烟草材料包括所述含活化剂烟草原料和包覆在所述含活化剂烟草原料表面的无机凝胶层；碳化 对所述无机包覆烟草材料进行碳化处理，制得无机包覆多孔碳复合材料，该无机包覆多孔碳复合材料包括多孔碳颗粒和包裹所述多孔碳颗粒的无机层；净化 对所述无机包覆多孔碳复合材料进行净化处理去除所述无机层，洗涤、干燥后，即得到含氮多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在所述活化的步骤中，所述活化剂在所述烟草颗粒原料上的负载量为所述烟草颗粒原料质量的0.5%～20%。3.根据权利要求2所述的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述活化剂为KOH、ZnCl2、H3PO4或MnO2。4.根据权利要求1～3任一项所述的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述浸渍的步骤包括：将所述无机层前驱体溶液滴加到所述含活化剂烟草原料，直至所述无机层前驱体溶液正好浸没所述含活化剂烟草原料的表面，静置老化，在所述含活化剂烟草原料的表面形成包覆层，然后在30℃～100℃进行干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金棒，贾楠，艾继涛，邱纪青，刘亚丽，汪志波，郑路，张仕华，洪群业，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：