一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法技术

本发明专利技术涉及一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，所述方法包括步骤：提供富含木质素的植物体，将所述富含木质素的植物体进行高温裂解处理，得到碳化粉；将所述碳化粉、沥青粉和粘接剂混合，得到混合料；将所述混合料进行压制成型，得到预成型载舟；将所述预成型载舟脱水后进行烧结处理，得到成型炭质载舟；往所述成型炭质载舟内部加入碳化粉和沥青粉的混合物，进行二次烧结处理，二次烧结结束后取出载舟内焦化的混合物，得到二次烧结载舟；将所述二次烧结载舟进行回火处理，得到石墨载舟。本发明专利技术一步实现植物体裂解、植物体制焦、载舟浸焙；加工成型后完成石墨化。工艺流程中采用烧结浸焙合并的技术手段缩短产品制作周期。周期。周期。

【技术实现步骤摘要】
一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其涉及一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法。

技术介绍

[0002]碳在自然界中存在多种同素异形体
──
金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管、C
60
、六方晶系陨石钻石(蓝丝黛尔石)。金刚石和石墨早已被人们所知，拉瓦锡做了燃烧金刚石和石墨的实验后，确定这两种物质燃烧都产生了CO2，因而得出结论，即金刚石和石墨中含有相同的"基础"，称为碳。正是拉瓦锡第一个把碳列入元素周期表中。C
60
是1985年由美国休斯顿赖斯大学的化学家哈里可劳特等人发现的，它是由60个碳原子组成的一种球状的稳定的碳分子，是金刚石和石墨之后的碳的第三种同素异形体。竹子含灰分0.53％，木质素36.51％，纤维素53.06％，戊聚糖29.27％(总量)。纤维素含戊聚糖20.54％，灰分中主成分为氢氧化钾。按元素比例，碳在其中占比约30％。
[0003]在有机化学领域的常识中，C
‑
C键的键能约345.6KJ/mol，C
‑
H键的键能约415.3KJ/mol，C＝C双键的键能约615KJ/mol，三键键能836.8kJ/mol。键长越短，键能越大。同种元素形成的化学键，双键键能大于单键键能。键长可以近似通过原子半径来比较等等。由于碳的原子半径比氧要大。所以键能：氧氧双键＞碳氧双键＞碳氧单键。基于物理学基本的低能量平衡原理及上述基本键能参数，在合适的外部条件下，竹子最终可以通过人为方法制作成纯碳材料。
[0004]锂电负极材料制作时使用的石墨载舟的要求是在加工负极材料时石墨载舟低消耗、无金属杂质污染，具体对石墨载舟的性能要求体现在以下几个方面：细结构、高强度、高致密性、稳定的电阻率等。用竹炭制作成纯石墨结构的载舟在上述方面完全适用于锂电负极材料制作要求。

技术实现思路

[0005]为了解决现在有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其中，包括步骤：
[0008]提供富含木质素的植物体，将所述富含木质素的植物体进行高温裂解处理，得到碳化粉；
[0009]将所述碳化粉、沥青粉和粘接剂混合，得到混合料；
[0010]将所述混合料进行压制成型，得到预成型载舟；
[0011]将所述预成型载舟脱水后进行烧结处理，得到成型炭质载舟；
[0012]往所述成型炭质载舟内部加入碳化粉和沥青粉的混合物，进行二次烧结处理，二次烧结结束后取出载舟内焦化的混合物，得到二次烧结载舟；
[0013]将所述二次烧结载舟进行回火处理，得到石墨载舟。
[0014]可选地，所述富含木质素的植物体为竹子、松树、玉米杆、椰子壳或茶籽油壳。
[0015]可选地，所述高温裂解处理的温度为600
‑
1000℃。
[0016]可选地，所述碳化粉的粒径为1μm
‑
10mm。
[0017]可选地，按重量份计，将所述碳化粉40
‑
95份、沥青粉5
‑
60份和粘接剂10
‑
20份进行混合。
[0018]可选地，所述将所述预成型载舟脱水后进行烧结处理，得到成型炭质载舟的步骤，具体包括：
[0019]将所述预成型载舟在100
‑
200℃脱水后，装入烧结炉中，将所述烧结炉升压升温，在压力升到1.1
‑
1.3Mpa后维持压力不变，升温到600
‑
1200℃后保温120
‑
240分钟，再降温泄压，得到所述成型炭质载舟。
[0020]可选地，所述回火处理的温度为1000
‑
3100℃。
[0021]可选地，所述沥青粉的粒径为0.1
‑
2mm。
[0022]可选地，所述粘接剂为糯米粘接剂。
[0023]进一步可选地，所述糯米粘接剂的制备方法，包括以下步骤：
[0024]按照每公斤糯米加9
‑
10公斤水，向糯米中加水，然后放在装有3000转/分钟旋转刀片的容器内，加热至100℃时停止加热并同时启动旋转刀片运行1分钟；再次加热至100℃时停止加热并同时启动旋转刀片运行1分钟；以此往返10
‑
12次，得到所述糯米粘接剂。
[0025]有益效果：本专利技术原材料配方以竹、木等富含木质素的植物体为最原始基材、以植物体焦作为骨架材料、用中温沥青粉作为结焦剂、加入粘接剂，在原子级到nm级水平上，用高纯碳氢氧三元素体系完成石墨载舟的预成型，然后经高温石墨化，即可实现石墨载舟的制备。本专利技术一步实现植物体裂解、植物体制焦、载舟浸焙；加工成型后完成石墨化。工艺流程中采用烧结浸焙合并的技术手段缩短产品制作周期。
附图说明
[0026]图1为制备石墨载舟的流程示意图。
[0027]图2为图1中的烧结工序流程示意图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]本专利技术实施例提供一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其中，包括步骤：
[0030]S1、提供富含木质素的植物体，将所述富含木质素的植物体进行高温裂解处理，得到碳化粉；
[0031]S2、将所述碳化粉、沥青粉和粘接剂混合，得到混合料；
[0032]S3、将所述混合料进行压制成型，得到预成型载舟；
[0033]S4、将所述预成型载舟脱水后进行烧结处理，得到成型炭质载舟；
[0034]S5、往所述成型炭质载舟内部加入碳化粉和沥青粉的混合物，进行二次烧结处理，二次烧结结束后取出载舟内焦化的混合物，得到二次烧结载舟；
[0035]S6、将所述二次烧结载舟进行回火处理，得到石墨载舟。
[0036]本实施例的材料配方及工艺流程完全不同于常规碳素材料及碳素制品的制作，是全新的热压烧结法制作纯碳材料的新工艺。原材料配方以竹、木等富含木质素的植物体为最原始基材、以植物体焦为骨架材料、用中温沥青粉作为结焦剂、加入粘接剂，在原子级到nm级水平上，用高纯碳氢氧三元素体系完成石墨载舟的预成型，然后经高温石墨化，即可实现石墨载舟的制备。常规碳素制品制作时浸渍与烧结必须分开，不同于常规的碳素制品制作，本实施例的制焦、浸渍、烧结同时完成。即本实施例一步实现植物体制焦、载舟浸焙。本实施例工艺流程中采用烧结浸焙合并的技术手段，缩短了产品制作周期。
[0037]与现有方法相比，本实施例方法具有以下技术优势：
[0038]1、本实施例从有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其特征在于，包括步骤：提供富含木质素的植物体，将所述富含木质素的植物体进行高温裂解处理，得到碳化粉；将所述碳化粉、沥青粉和粘接剂混合，得到混合料；将所述混合料进行压制成型，得到预成型载舟；将所述预成型载舟脱水后进行烧结处理，得到成型炭质载舟；往所述成型炭质载舟内部加入碳化粉和沥青粉的混合物，进行二次烧结处理，二次烧结结束后取出载舟内焦化的混合物，得到二次烧结载舟；将所述二次烧结载舟进行回火处理，得到石墨载舟。2.根据权利要求1所述的用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其特征在于，所述富含木质素的植物体为竹子、松树、玉米杆、椰子壳或茶籽油壳。3.根据权利要求1所述的用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其特征在于，所述高温裂解处理的温度为600
‑
1000℃。4.根据权利要求1所述的用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其特征在于，所述碳化粉的粒径为1μm
‑
10mm。5.根据权利要求1所述的用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其特征在于，按重量份计，将所述碳化粉40
‑
95份、沥青粉5
‑
60份和粘接剂10
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20份进行混合。6.根据权利要求1所述的用富含木质素的植物体制备石墨载舟的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩楠，
申请(专利权)人：韶关赛普超硬材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：