生物炭及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物炭及其制备方法，生物炭的制备方法包括以下步骤：将槟榔置于质量浓度为30％～60％的离子液体溶液中浸渍，得到离子液体预处理后的槟榔；离子液体溶液中的离子液体包括咪唑类离子液体；将离子液体预处理后的槟榔进行蒸汽爆破处理并干燥，得到生物炭前驱体；将生物炭前驱体进行碳化处理，得到所述生物炭。以槟榔为原料制备生物炭，将槟榔置于特定浓度的离子液体溶液中浸渍后进行蒸汽爆破处理，可有效提升生物炭的比表面积、总孔容和平均孔径。和平均孔径。

【技术实现步骤摘要】
生物炭及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料领域，特别涉及一种生物炭及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物炭是现代社会生活、工业生产和环境保护治理中有效的炭质吸附材料之一。随着工业的高速发展，生物炭的用途不断扩大，使得生物炭的需求量日益增长，尤其是比表面积和总孔容较高，且平均孔径较大的生物炭的需求更加旺盛。
[0003]因此，提供一种比表面积和总孔容较高，且平均孔径较大的生物炭的制备方法具有重要意义。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种比表面积和总孔容较高，且平均孔径较大的生物炭及其制备方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下。
[0006]一种生物炭的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将槟榔置于质量浓度为30％～60％的离子液体溶液中浸渍，得到离子液体预处理后的槟榔；所述离子液体溶液中的离子液体包括咪唑类离子液体；
[0008]将所述离子液体预处理后的槟榔进行蒸汽爆破处理并干燥，得到生物炭前驱体；
[0009]将所述生物炭前驱体进行碳化处理，得到所述生物炭。
[0010]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述离子液体溶液中的离子液体包括氯化1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑、氯化1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐和1
‑
磺酸丁基
‑3‑
甲基咪唑内盐中的至少一种。
[0011]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述溶液中的离子液体包括氯化1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑和氯化1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑中的至少一种。
[0012]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述浸渍的时间为2h～3h。
[0013]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述蒸汽爆破处理的压力为1.0MPa～3.0MPa。
[0014]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述生物炭前驱体的水分含量为2wt％～5wt％。
[0015]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述干燥的温度为70℃～80℃。
[0016]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，所述碳化处理的条件为：
[0017]以8℃/min～15℃/min的升温速度逐步升温至500℃～600℃，并恒温1.5h～3.5h。
[0018]在其中一些实施例中，生物炭的制备方法中，在保护气氛下进行所述碳化处理，所述保护气氛的气体选自氮气、二氧化碳和氦气中的至少一种。
[0019]本专利技术提供了一种生物炭，由上述的生物炭的制备方法制备得到。
[0020]与现有技术相比较，本专利技术的生物炭的制备方法具有如下有益效果：
[0021]上述生物炭的制备方法，将槟榔置于特定浓度的离子液体溶液中浸渍后进行蒸汽爆破处理，离子液体可有效破坏槟榔中纤维素结晶区内部的氢键，使槟榔起到酥松作用；通过控制离子液体溶液的质量百分浓度，使离子液体有效破坏纤维素结晶区内部氢键的同时，防止离子液体对槟榔纤维进行溶解，导致槟榔失去微孔结构；进一步将离子液体预处理后的槟榔进行蒸汽爆破处理，离子液体预处理与蒸汽爆破处理配合，可有效提升生物炭的比表面积、总孔容和平均孔径。
[0022]上述生物炭的制备方法中，可以采用槟榔为原料，提升槟榔的附加价值；还可直接采用废弃物槟榔为原料，使废弃物槟榔得到回收利用。
具体实施方式
[0023]现将详细地提供本专利技术实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本专利技术。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本专利技术进行多种修改和变化而不背离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
[0024]因此，旨在本专利技术覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本专利技术的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述，而非意在限制本专利技术更广阔的方面。
[0025]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0026]术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0027]本专利技术实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本专利技术实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本专利技术实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0028]除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，
例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0029]本专利技术一实施方式提供了一种生物炭的制备方法，包括步骤S10～S30。
[0030]步骤S10：将槟榔置于质量浓度为30％～60％的离子液体溶液中浸渍，得到离子液体预处理后的槟榔；离子液体溶液中的离子液体包括咪唑类离子液体。
[0031]可以理解，步骤S10中，离子液体溶液的质量浓度包括但不限于30％、31％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、46％、48％、50％、52％、54％、55％、56％、58％、60％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将槟榔置于质量浓度为30％～60％的离子液体溶液中浸渍，得到离子液体预处理后的槟榔；所述离子液体溶液中的离子液体包括咪唑类离子液体；将所述离子液体预处理后的槟榔进行蒸汽爆破处理并干燥，得到生物炭前驱体；将所述生物炭前驱体进行碳化处理，得到所述生物炭。2.如权利要求1所述的生物炭的制备方法，其特征在于，所述离子液体溶液中的离子液体包括氯化1
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烯丙基
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甲基咪唑、氯化1
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丁基
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甲基咪唑、1
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丁基
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甲基咪唑四氟硼酸盐和1
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磺酸丁基
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甲基咪唑内盐中的至少一种。3.如权利要求1所述的生物炭的制备方法，其特征在于，所述离子液体溶液中的离子液体包括氯化1
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烯丙基
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甲基咪唑和氯化1...

【专利技术属性】
技术研发人员：康宗华，匡凤姣，孙建，刘群，蒋富强，郭卫群，匡杨，江露，郭锡凡，晏峂梁，
申请(专利权)人：湖南口味王集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：