一种毫米级氮掺杂多孔碳球及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于碳吸附剂制备领域，具体提供了一种毫米级氮掺杂多孔碳球的制备方法，获得溶解有木质素、壳聚糖和酸的混合液A，随后在搅拌条件下滴加到碱溶液中进行自组装，静置固化后固液分离，得到木质素

【技术实现步骤摘要】
一种毫米级氮掺杂多孔碳球及其制备和应用


[0001]本专利技术属于多孔碳材料的制备
，具体涉及一种毫米级氮掺杂多孔碳球吸附材料的制备。

技术介绍

[0002]近年来，化工、医药、化妆品、染料等行业中产生的剧毒酚类化合物，如：苯酚、对硝基苯酚、邻硝基苯酚、邻氨基苯酚等，即使在低浓度下也会对生物体产生有害影响，需要在排放至水体环境前进行去除。同时，为面向国家“碳中和”和“碳达峰”的需求，CO2的高效捕集、储存及转化也具有重要意义。而绿色清洁的核能作为一种目前备受关注的新能源，也是电能的主要来源之一，但是核电站中排放的放射性碘核素，容易通过大气扩散并进入水体环境中，将对人类和环境造成巨大的威胁。因此，对于包括以上三者的环境污染物在排放至环境中之前必须被严格处理，吸附法是最简单有效的方法之一。许多吸附剂，如：壳聚糖、高岭土、蒙脱石、高分子吸附剂和生物质炭都可用于水溶液中酚类化合物的吸附、CO2捕集、碘吸附等。其中，采用绿色低成本的生物质基多孔碳材料进行吸附去除是一种不错的选择。例如，马先成等人(论文Appl.Surf.Sci.2018,459,6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米级氮掺杂多孔碳球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：获得溶解有木质素、壳聚糖和酸的混合液A，在搅拌条件下滴加到碱溶液中进行自组装，随后静置固化并固液分离，得到木质素
‑
壳聚糖凝胶微珠；混合溶液A中，木质素、壳聚糖的质量比为1：1～3：1；木质素与壳聚糖的总浓度为0.1g/ml～0.05g/mL；酸的浓度为0.5～3.0M；碱溶液中碱的质量浓度分数为6％～10％；距离碱溶液液面的滴加高度为1.0～4.0cm；滴加阶段的搅拌转速为20～40r/min；步骤(2)：将凝胶微珠和含水溶剂进行处理，随后进行固液分离，收集固液分离时液体pH为7～9时的固体；将所述的固体进行真空冷冻干燥处理，得到前驱体球；所述的含水溶剂为水，或者水
‑
有机溶剂的混合溶剂，所述的有机溶剂为能和水混溶的溶剂；步骤(3)：将前驱体球在保护性气氛下、以2～8℃/min的升温速率升温至500～800℃，保温热解碳化，随后将碳化产物进行洗涤、干燥，制得所述的氮掺杂多孔碳球。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的木质素为木质素磺酸盐、碱木质素、酶解木质素、硫酸盐木质素、脱碱木质素中的至少一种；优选地，所述壳聚糖的脱乙酰度80～95％，粘度50～800mpa.s；优选地，所述的木质素为木质素磺酸盐；进一步优选为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾中的一种或多种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的酸为盐酸、醋酸、硝酸中的至少一种；优选地，碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠中的至少一种；优选地，碱溶液与混合液A的体积之比为1～4；优选地，滴加速率为1～4滴/s，液滴大小为0.8～3.5mm；优选地，静置固化时间为6～12h。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的真空冷冻干燥处理时间为12...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵礼书，刘子辉，徐润峰，陈介南，罗卫华，詹鹏，张林，彭婉婷，田斌斌，甘柏瑶，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：