一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法及产品技术

本发明专利技术公开一种利用木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法及其产品，属于木质素利用领域。该方法首先将木质素粉末、磷酸钾和硼系添加剂加入水中并进行超声处理得到分散液，随后将分散液逐滴加入液氮中快速冷冻，并迅速转移到冷冻干燥机进行真空干燥，然后将得到的木质素气凝胶在惰性气氛中热解，最后用乙醇溶液洗去焦炭中的无机组分，经过干燥即制得硼掺杂碳纳米片产品，其具有高比表面积、低密度、分级孔等特点，对大分子染料吸附和电催化制双氧水均具有良好的性能。本发明专利技术方法工艺简单易行，适用于多种类型木质素，调控灵活，且制备的产品均一性良好。性良好。性良好。

【技术实现步骤摘要】
一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法及产品


[0001]本专利技术属于木质素利用领域，更具体地，涉及一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法及产品。

技术介绍

[0002]木质素是自然界中唯一的天然芳香高聚物，其在生物质中的含量仅次于纤维素，并广泛存在于工业副产物如造纸黑液和乙醇发酵残渣。据统计，全球造纸工业每年产生约5000万吨的工业木质素，其中碱木素占到了约85％。碱木素具有丰富的活性官能团，碳含量高达60％以上，是一种良好的碳材料前驱体。
[0003]碱木素高温炭化所得焦炭产率高达60％，但是由于木质素的热熔融特性，导致其直接热解焦炭比表面积较小，孔结构单一，主要以微孔为主，孔道狭窄，传输能力差，且孔结构不稳定，容易坍塌。另一方面，由于碱木质素水溶性差，颗粒分散能力弱，导致直接炭化制备的焦炭团聚严重，理化性质不均一。
[0004]针对上述问题，目前存在以下解决方案：公开号为CN 1061855920A的专利申请公开了一种木质素多孔碳材料的制备方法及应用，该方法采用碱木素为碳前驱体、KOH为活化剂，经过预处理、炭化、活化获得高比表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：将木质素、磷酸钾和硼系添加剂按照预设的质量比溶解于水中，得到混合溶液；S2：对S1所述混合溶液进行超声处理，使木质素在混合溶液中充分分散，并使硼酸根离子与木质素表面的羟基官能团发生交联反应，以此获得木质素溶液；S3：将S2所述木质素溶液逐滴加入液氮中快速冷冻，随后将得到的木质素溶液冷冻产物放入冷冻干燥机中进一步执行冻干处理，得到膨胀的木质素球状颗粒；S4：将S3所述木质素球状颗粒在惰性气氛中热解炭化并冷却后得到木质素焦炭；S5：将S4所述木质素焦炭放入乙醇溶液搅拌、洗涤、过滤以除去无机成分并干燥，至此，获得硼掺杂碳纳米片产品。2.如权利要求1所述的一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法，其特征在于，步骤S1中，每毫升水中加入1mg～10mg的木质素。3.如权利要求1
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2任一所述的一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法，其特征在于，步骤S1中，磷酸钾与木质素的质量比为1:20～2:1，优选为1:10～1:1，硼系添加剂与木质素的质量比为1:50～1:5，优选为1:20～1:10。4.如权利要求3所述的一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法，其特征在于，步骤S3中，木质素溶液的滴加速度为5ml/min～20ml/min。5.如权利要求1
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4任一所述的一种木质素制备硼掺杂碳纳米片的方法，其特征在于，步骤S3中，冻干机真空度为1.0
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨海平，董志国，王贤华，陈培骜，陈应泉，邵敬爱，张雄，曾阔，杨晴，张世红，陈汉平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：