具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭及其制备方法和应用，该方法包括以下步骤：先制备壳聚糖水凝胶、壳聚糖气凝胶，然后将壳聚糖气凝胶升温至600℃～650℃进行煅烧，经洗涤，再升温至800℃～850℃进行煅烧，得到具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭。本发明专利技术制得的壳聚糖基生物炭，包含大量的微孔、介孔和大孔，具有比表面积高、孔结构丰富、催化性能好、抗干扰性强、绿色环保等优点，能够用于活化过硫酸盐降解水体中有机污染物，表现出优异的去除效果和高效的去除效率，具有很好的应用前景。本发明专利技术的制备方法，具有工艺简单、成本低廉、无二次污染等优点，适合于大规模制备，利于工业化应用。利于工业化应用。利于工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化材料
，具体涉及一种具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机污染物如酚类污染物、抗生素、染料等在水环境中被大量检出，对生态环境和人类健康造成威胁。基于催化剂活化过硫酸盐的高级氧化技术在水污染治理中显示了巨大的应用前景，其中催化剂的性质是影响该技术效果的关键因素。生物炭是近年来兴起的一类新型碳催化剂，它具有以下优势：
①
价格低廉，制备方法简单且能实现废弃物资源化和减碳化利用；
②
环境友好，无二次污染风险，可大面积推广应用；
③
孔结构丰富可调，比表面积较大；
④
表面含氧功能团和碳构型较丰富，易于实现功能化修饰。在实际应用过程中，使用生物炭活化过硫酸盐治理有机污染物水体时展现出良好的去除效果和实际应用优势，也就是说，生物炭能获得媲美石墨烯和金属催化剂的效果。然而，在实际的应用过程中，由于生物质理化性质的限制，生物炭的制备方法和调控方法针对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将壳聚糖溶解于碱性溶液中，得到壳聚糖溶液，对壳聚糖溶液进行冷冻
‑
解冻循环处理，搅拌，干燥，得到壳聚糖水凝胶；所述碱性溶液为含有氢氧化钾和氮源的混合溶液；S2、将S1中得到的壳聚糖水凝胶进行冷冻干燥处理，得到壳聚糖气凝胶；S3、将S2中得到的壳聚糖气凝胶升温至600℃～650℃进行煅烧，洗涤，干燥；S4、将S3中干燥后得到的产物升温至800℃～850℃进行煅烧，得到具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭。2.根据权利要求1所述的具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述碱性溶液由氢氧化钾和氮源溶解到溶剂中制得，所述壳聚糖、氢氧化钾、氮源和溶剂的质量比为4～5∶11～12∶7～8∶77～80，所述氮源为尿素、氰胺和三聚氰胺中的至少一种；所述溶剂为水。3.根据权利要求2所述的具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述冷冻
‑
解冻循环处理为依次对壳聚糖溶液进行冷冻处理和解冻处理，重复上述的冷冻处理和解冻处理，循环处理次数≥3次；所述冷冻处理在温度为
‑
20℃～
‑
40℃下进行；单次所述冷冻处理的时间为12h～24h；所述解冻处理在温度为4℃～6℃下进行；单次所述解冻处理的时间为12h～24h。4.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭的制备方法，其特征在于，所述S3中，所述煅烧在惰性气氛下进行，所述惰性气氛为氮气，所述煅烧过程中升温速率为5℃/min～10℃/min，所述煅烧的时间为2h～2.5h；和/或，所述S4中，所述煅烧在惰性气氛下进行，所述惰性气氛为氮气，所述煅烧过程中升温速率为5℃/min～10℃/min，所述煅烧的时间为2h～2.5h。5.根据权利要求1～3中任一项所述的具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞娅，余江芳，罗琨，李雪，雷敏，任方杰，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：