一种提高生物质碳材料得碳率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高生物质碳材料得碳率的方法，属于生物质碳材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种提高生物质碳材料得碳率的方法


[0001]本专利技术属于生物质碳材料
，具体涉及一种提高生物质碳材料得碳率的方法
。

技术介绍

[0002]采用中药药渣等生物质作为碳源制备碳材料，既可以得到性能优异的多孔材料，又实现了对生物质废弃物的资源化再利用，对于缓解全球能源危机的作用已经在全球范围达成共识
。
因此，利用生物质作为碳源制备适合不同领域需求的碳材料的研究已如雨后春笋，层出不穷，成为碳材料领域的一个研究热点
。
但是生物质制备碳材料得碳率低也是本领域研究人员的共同认知，因此如何提高得碳率，降低制备成本，减少废物排放，是从大到环境保护，小到节约成本都应该关注的问题，而目前尚未发现关于此方面的研究报道
。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种提高生物质碳材料得碳率的方法，通过采用水热碳化和热解碳化结合的方法来生物质碳材料得碳率的提高
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种提高生物质碳材料得碳率的方法，包括以下步骤：首先对生物质碳源进行水热处理，之后加入活化剂进行碳化处理
。
[0006]作为本专利技术的优选方案，所述生物质碳源包括中药药渣
、
木材或生物秸秆，所述水热处理前还包括对所述生物质碳源进行清洗并干燥的步骤
。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述水热处理的步骤为：将所述生物质碳源加入水
、
氯化锌溶液或碱性溶液中，加热至
150
～
220℃
，保温8～
30h
后过滤并干燥
。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述氯化锌溶液的浓度为
0.2
～
1mol/L
；所述碱性溶液包括浓度为
0.2
～
1mol/L
的
NaOH
溶液或
KOH
溶液；所述生物质碳源与水
、
氯化锌溶液或碱性溶液的质量体积比为
1g:(5
～
15)mL。
[0009]水热处理过程中，采用氯化锌溶液或
NaOH
等碱性溶液为溶剂，能够更加有利于生物质内部的可挥发性油类的溶出，从而更好地避免碳流失
。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述活化剂包括
KOH、ZnCl2、KMnO4和
H3PO4中的一种或几种；水热处理后得到的固体与所述活化剂的质量比为
1:(1
～
3)
；所述碳化处理前还包括将水热处理后得到的固体与所述活化剂在研钵中充分研磨
10
～
15
分钟
。
[0011]碳化处理过程中活化剂的作用为对生物质进行刻蚀使其产生多孔结构
。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述碳化处理在惰性气体保护下进行，具体操作为：以5～
10℃/min
的速率加热至
600
～
900℃
，保温2～
4h。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述惰性气体为氮气，速率为
50
～
60mL/min。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述碳化处理后还包括用盐酸浸泡2～
12h
，之后洗涤至中性并干燥的步骤
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]生物质碳材料得碳率低的主要原因是目前常用方法是直接在高温下和活化剂作用下焙烧碳化，高温导致挥发分尤其是一些有机物在挥发时带走碳分而使碳流失严重
。
本专利技术先采用水热法在相对较低的温度下把易挥发组分挥发出，从而避免碳流失，然后再在高温和活化剂作用下进行碳化造孔
。
采用本专利技术的方法不仅能够提高生物质碳材料的得碳率，而且制备的碳材料同样具备发达孔隙，优异的物化性能，可在吸附
、
分离
、
电极材料等领域使用，同时由于较高的得碳率使其更具备工业生产价值
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图1为实施例1制备得到的活性炭的
XRD
谱图；
[0019]图2中，
(a)
和
(b)
分别为实施例1制备得到的活性炭的氮吸附
‑
脱附等温线和
DFT
孔分布线
。
具体实施方式
[0020]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面
、
特性和实施方案的更详细的描述
。
应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术
。
[0021]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值
。
在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内
。
这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内
。
[0022]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义
。
虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料
。
本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和
/
或材料
。
在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准
。
[0023]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的
。
由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的
。
本专利技术说明书和实施例仅是示例性的
。
[0024]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于
。
[0025]以下不再重复描述
。
[0026]实施例1[0027]以连翘熬制后剩余的连翘渣为生物质碳源制备活性炭，步骤如下：
[0028](1)
预处理
[0029]将连翘渣用去离子水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提高生物质碳材料得碳率的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先对生物质碳源进行水热处理，之后加入活化剂进行碳化处理
。2.
根据权利要求1所述的提高生物质碳材料得碳率的方法，其特征在于，所述生物质碳源包括中药药渣
、
木材或生物秸秆，所述水热处理前还包括对所述生物质碳源进行清洗并干燥的步骤
。3.
根据权利要求1所述的提高生物质碳材料得碳率的方法，其特征在于，所述水热处理的步骤为：将所述生物质碳源加入水
、
氯化锌溶液或碱性溶液中，加热至
150
～
220℃
，保温8～
30h。4.
根据权利要求3所述的提高生物质碳材料得碳率的方法，其特征在于，所述氯化锌溶液的浓度为
0.2
～
1mol/L
；所述碱性溶液包括浓度为
0.2
～
1mol/L
的
NaOH
溶液或
KOH
溶液；所述生物质碳源与水
、
氯化锌溶液或碱性溶液的质量体积比为
1g:(5

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恒，王辉，李丽，赵江伟，张文林，刘奥丽，
申请(专利权)人：新乡学院，
类型：发明
国别省市：