生物质多孔碳化材料的制备方法及多孔碳化材料技术

本发明专利技术涉及多孔碳化材料技术领域，具体公开了生物质多孔碳化材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将生物质碳先置于球磨机中球磨改进处理，球磨结束，干燥；步骤二：随后先第一级的梯度热处理，具体的方法为：将温度先升至300

【技术实现步骤摘要】
生物质多孔碳化材料的制备方法及多孔碳化材料


[0001]本专利技术涉及碳化材料
，具体涉及生物质多孔碳化材料的制备方法及多孔碳化材料。

技术介绍

[0002]随着社会经济飞速发展及人口剧增，人们对于能源需求越来越大，然而由于石油、煤、天然气等化石能源的不可再生性，且经过长时间的开采后逐渐不能满足经济与社会发展的需要。此外，化石能源燃烧后产生的大量温室气体和有毒气体，也在危害我们的生存环境。近年来，随着人们环保意识的提高，人们对于清洁能源的呼声越来越高，开发清洁、高效、节能的新能源替代化石能源成为研究者们关注的热点。
[0003]废水(wastewater)是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水，一般指经过一定技术处理后不能再循环利用或者一级污染后制纯处理难度达不到一定标准的水。也叫污水，人类某一生产和生活过程中产生的、已失去使用价值或无法利用的水，废水排入环境可造成水污染，多孔碳可用作废水的吸附，提高废水的处理效率；此外多孔碳材料常被用作储能领域如超级电容器以及锂电池的电极材料。
[0004]现有的多孔碳化材料多用于吸附性，用于吸附废水，对于在循环性能上效果差，不能进行高保持率的循环性能，性能稳定性差，对于吸附、循环性能的优化协调改进，是本专利技术的技术点，基于此，本专利技术对其进一步改进处理。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种生物质多孔碳化材料的制备方法及多孔碳化材料，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术提供了一种生物质多孔碳化材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将生物质碳先置于球磨机中球磨改进处理，球磨结束，干燥；步骤二：随后先第一级的梯度热处理，具体的方法为：将温度先升至300
‑
350℃，保温5
‑
10min，然后水冷冷却至室温；步骤三：再置于3
‑
5倍的改性循环稳定剂中搅拌改性处理，搅拌温度为40
‑
50℃，搅拌时间为20
‑
30min，搅拌转速为300
‑
400r/min，搅拌结束，水洗、干燥；步骤四：将步骤三产物置于第二级的梯度热处理；具体的方法为：将温度先以1
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3℃/s的速率升至50
‑
60℃，保温1
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5min，然后再以2
‑
5℃/s的速率升至80
‑
90℃，保温2
‑
5min，再空冷至室温；步骤五：最后热压处理，即可得到本专利技术的多孔碳化材料。
[0007]优选地，所述生物质碳为稻壳置于炭化炉中碳化即可得到，碳化温度为650
‑
700℃，碳化时间为2
‑
4h。
[0008]优选地，所述球磨改进处理的方法为：S01：将膨润土先预改性处理，处理结束，备用；S02：将S01产物按照重量比1:4加入到硫酸镧溶液中，然后加入膨润土总量2
‑
5%的壳聚糖、1
‑
3%的羧甲基纤维素，搅拌均匀，得到预改性膨润土复合调理剂；S03：将片状滑石粉置于3
‑
5倍的盐酸溶液中搅拌分散，搅拌均匀，得到片状滑石粉剂；S04：S03片状滑石粉剂加入到3
‑
5倍的预改性膨润土复合调理剂中搅拌反应处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土复合球磨剂；S05：膨润土复合球磨剂、生物质碳按照重量比1:10混合，送入到球磨机中球磨，球磨结束，即可。
[0009]优选地，所述预改性处理的步骤为：先以350
‑
400℃的温度反应1
‑
2h，然后采用2
‑
5℃/min的速率冷却至室温，即可。
[0010]优选地，所述硫酸镧溶液的质量分数为10
‑
20%、盐酸溶液的质量分数为2
‑
5%。
[0011]优选地，所述S04搅拌反应的温度为45
‑
55℃，搅拌时间为20
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30min，搅拌转速为550
‑
750r/min。
[0012]优选地，所述S05中球磨转速为1000
‑
1500r/min，球磨时间为20
‑
30min。
[0013]优选地，所述改性循环稳定剂包括以下重量份原料：2
‑
5份硝酸镍、10
‑
20份去离子水、间苯二酚1
‑
4份、硅烷偶联剂KH560 0.2
‑
0.6份。
[0014]优选地，所述热压处理的压力为10
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15MPa，处理时间为20
‑
30min。
[0015]本专利技术还提供了一种生物质多孔碳化材料的制备方法制备的多孔碳化材料。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术多孔碳化材料以生物质碳为基料，通过球磨改进处理，配合先第一级的梯度热处理、第二级的梯度热处理，最后热压处理，同时第一级、第二级的热处理中采用改性循环稳定剂中搅拌改性，制备的产品具有多孔吸附性，应用在废水中能够提高废水的吸附效率，而在循环性能上，具有优异的放电比容量以及循环放电容量稳定性；在球磨改进中通过膨润土先预改进，提高其片层间距，再经过硫酸镧溶液等原料复合调理后，配合片状滑石粉，片状滑石粉经过盐酸溶液活性改性后，穿插在膨润土层间距中，再经过球磨改进与基体原料配合，制备的产品循环稳定性优异；改性循环稳定剂以硝酸镍、间苯二酚、硅烷偶联剂KH560配合，经过改性工艺处理，优化的产品的循环稳定性进一步的提高。
实施方式
[0017]下面结合具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本实施例的一种生物质多孔碳化材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将生物质碳先置于球磨机中球磨改进处理，球磨结束，干燥；步骤二：随后先第一级的梯度热处理，具体的方法为：将温度先升至300
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350℃，保
温5
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10min，然后水冷冷却至室温；步骤三：再置于3
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5倍的改性循环稳定剂中搅拌改性处理，搅拌温度为40
‑
50℃，搅拌时间为20
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30min，搅拌转速为300
‑
400r/min，搅拌结束，水洗、干燥；步骤四：将步骤三产物置于第二级的梯度热处理；具体的方法为：将温度先以1
‑
3℃/s的速率升至50
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60℃，保温1
‑
5min，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质多孔碳化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将生物质碳先置于球磨机中球磨改进处理，球磨结束，干燥；步骤二：随后先第一级的梯度热处理，具体的方法为：将温度先升至300
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350℃，保温5
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10min，然后水冷冷却至室温；步骤三：再置于3
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5倍的改性循环稳定剂中搅拌改性处理，搅拌温度为40
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50℃，搅拌时间为20
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30min，搅拌转速为300
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400r/min，搅拌结束，水洗、干燥；步骤四：将步骤三产物置于第二级的梯度热处理；具体的方法为：将温度先以1
‑
3℃/s的速率升至50
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60℃，保温1
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5min，然后再以2
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5℃/s的速率升至80
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90℃，保温2
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5min，再空冷至室温；步骤五：最后热压处理，即可得到本发明的多孔碳化材料。2.根据权利要求1所述的一种生物质多孔碳化材料的制备方法，其特征在于，所述生物质碳为稻壳置于炭化炉中碳化即可得到，碳化温度为650
‑
700℃，碳化时间为2
‑
4h。3.根据权利要求1所述的一种生物质多孔碳化材料的制备方法，其特征在于，所述球磨改进处理的方法为：S01：将膨润土先预改性处理，处理结束，备用；S02：将S01产物按照重量比1:4加入到硫酸镧溶液中，然后加入膨润土总量2
‑
5%的壳聚糖、1
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3%的羧甲基纤维素，搅拌均匀，得到预改性膨润土复合调理剂；S03：将片状滑石粉置于3
‑
5倍的盐酸溶液中搅拌分散，搅拌均匀，得到片状滑石粉剂；S04：S03片状滑石粉剂加入到3
‑
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，王灵玺，
申请(专利权)人：李丽，
类型：发明
国别省市：