本发明专利技术涉及一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法。先配制0.5～4mol/L的硝酸锌溶液，再量取香蕉皮∶硝酸锌溶液＝1∶1～100质量比，然后将香蕉皮置于硝酸锌溶液中于20～100℃浸渍1～60h。将浸渍的香蕉皮取出，经50～100℃温度干燥1～24h，然后放在管式炉中，在惰性气氛的保护下，按1～60℃/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至600～1400℃炭化0.5～10h，最后，用0.5～4mol/L的硝酸或去离子水洗涤产物后得到碳泡沫。本发明专利技术工艺简便易控、成本低廉，制得的碳泡沫的比表面积在300m2/g以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。用本专利技术的方法制备的碳泡沫的比表面积在300m2/g以上，生产工艺简便易控、成本低廉。
技术介绍
碳泡沫是一种新型碳材料，具有高比表面积、可调节的热导率及电导率、低热膨胀系数、高比热容、耐腐蚀等优异的性能，在热处理、电化学双层电容器和燃料电池的电极材料、催化剂及催化剂载体等领域有着重要而又非常广阔的应用前景。在制备碳泡沫时，碳源的性质和制备的工艺条件往往会对碳泡沫的微观结构和物理特性产生较大的影响。因此，自从碳泡沫问世以来，众多研究者都积极探索碳泡沫的制备方法。目前，报道较多的碳泡沫制备方法是将各种浙青或煤等前驱体经过高温软化后，采用高温发泡法制得。例如 Process for making carbon foam，，(US Patent 6033506，2000)、“一种浙青碳泡沫材料的制备方法”(中国专利技术专利，申请号200510027824. 9)、“制备碳泡沫体的方法”(中国专利技术专禾1J，串i青号01816776. 4)、Method for producing carbon foam and graphite foam (Japan patent 2003^6019，200 、“一种高强度煤焦油浙青碳泡沫材料的制备方法”(中国专利技术专利，申请号200710173126. 9)、“一种高强度绝热浙青碳泡沫的制备方法”(中国专利技术专利，申请号10173127. 3)等，这些方法能制得性能各异的碳泡沫，但其制备的局限在于需要高压设备，前驱体大都需要300 500°C甚至更高的温度条件的预处理，需要添加发泡剂等，生产成本较高。此外，由于发泡过程不易控制，导致了碳泡沫结构不易控制，在一定程度上限制了碳泡沫的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开，用本专利技术的方法制备的碳泡沫，拥有较大的比表面积，而且质量稳定，工艺简单，成本低廉。具体的制备方法是按如下步骤进行的先配制0. 5 4mol/L的硝酸锌溶液，再量取香蕉皮硝酸锌溶液=1 1 100质量比，接着将香蕉皮置于硝酸锌溶液中，在20 100°C下浸渍1 60h，然后取出浸渍后的香蕉皮，在50 100°C温度下干燥1 24h后， 将干燥后的香蕉皮放在管式炉中，惰性气氛的保护下，按1 60°C /min的升温速率加热至 600 1400°C后在600 1400°C下炭化0. 5 10h，最后取出炭化物用0. 5 4mol/L的稀硝酸或去离子水洗涤，得到碳泡沫。上述惰性气为氮气或氩气。本专利技术的优点是1.本专利技术以香蕉皮为原料，香蕉皮中存在丰富的微孔网络和孔道，所制得的碳泡沫保留了香蕉皮中的大部分孔道，因而产物具有较大的比表面积。2.本专利技术将香蕉皮浸渍在硝酸锌溶液中，能吸附大量的锌离子。被吸附的锌离子能与香蕉皮中富含的木质素、纤维素、果胶、蛋白质等形成含锌配合物。在炭化过程中，这些含锌配合物能制造大量的孔洞，进一步提高了碳泡沫的比表面积。3.本专利技术以香蕉皮为原料，香蕉皮是常见的生活废弃物，来源广泛，成本低廉；此外，使用香蕉皮为原料制备碳泡沫有利于节能和环保。4.本专利技术所用的硝酸锌在炭化过程中转化为氧化锌或锌，将其溶解于稀硝酸中后能够得到硝酸锌溶液，从而可以循环利用，降低了成本。5.本专利技术工艺简单，过程清洁，制得的碳泡沫质量稳定，具有较高的比表面积。具体实施例方式实施例1配制0.5mol/L的硝酸锌溶液，按照香蕉皮和硝酸锌溶液质量比1 100的比例量取，将香蕉皮置于硝酸锌溶液中于20°C浸渍60h。将浸渍所得香蕉皮在50°C温度干燥 24h后，放在管式炉中，氮气氛的保护下，按1°C /min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至 600°C，然后炭化10h，用0. 5mol/L的稀硝酸洗涤产物后得到碳泡沫。经过检测，该碳泡沫具有300m2/g以上的比表面积。实施例2配制4mol/L的硝酸锌溶液，按照香蕉皮和硝酸锌溶液质量比1 1的比例量取， 将香蕉皮置于硝酸锌溶液中于100°c浸渍lh。所得香蕉皮经100°C温度干燥Ih后，在管式炉中，氩气氛的保护下，按60°c /min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至1400°C，然后炭化0.证，用去离子水洗涤产物后得到碳泡沫。经过检测，该碳泡沫具有300m2/g以上的比表面积。实施例3配制3mol/L的硝酸锌溶液，按照香蕉皮和硝酸锌溶液质量比1 2的比例量取， 将香蕉皮置于硝酸锌溶液中于60°C浸渍12h。所得香蕉皮经80°C温度干燥他后，在管式炉中，氮气氛的保护下，按3°C/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至800°C，然后炭化4h， 用4mol/L的稀硝酸洗涤洗涤产物后得到碳泡沫。经过检测，该碳泡沫具有300m2/g以上的比表面积。实施例4配制lmol/L的硝酸锌溶液，按照香蕉皮和硝酸锌溶液质量比1 50的比例量取， 将香蕉皮置于硝酸锌溶液中于40°C浸渍48h。所得香蕉皮经60°C温度干燥几后，在管式炉中，氮气氛的保护下，按2°C /min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至1000°C，然后炭化池，用去离子水洗涤洗涤产物后得到碳泡沫。经过检测，该碳泡沫具有300m2/g以上的比表面积。实施例5配制2mol/L的硝酸锌溶液，按照香蕉皮和硝酸锌溶液质量比1 25的比例量取， 将香蕉皮置于硝酸锌溶液中于45°C浸渍40h。所得香蕉皮经70°C温度干燥他后，在管式炉中，氮气氛的保护下，按2°C /min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至950°C，然后炭化 4h，用去离子水洗涤洗涤产物后得到碳泡沫。经过检测，该碳泡沫具有300m2/g以上的比表面积。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法，其特征在于：先配制０．５～４ｍｏｌ／Ｌ的硝酸锌溶液，再量取香蕉皮∶硝酸锌溶液＝１∶１～１００质量比，接着将香蕉皮置于硝酸锌溶液中，在２０～１００℃下浸渍１～６０ｈ，然后取出浸渍后的香蕉皮，在５０～１００℃温度下干燥１～２４ｈ后，将干燥后的香蕉皮放在管式炉中，惰性气氛的保护下，按１～６０℃／ｍｉｎ的升温速率加热至６００～１４００℃后在６００～１４００℃下炭化０．５～１０ｈ得到炭化物，最后取出炭化物，用０．５～４ｍｏｌ／Ｌ的稀硝酸或去离子水洗涤，得到碳泡沫。
【技术特征摘要】
1.一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法，其特征在于先配制0. 5 4mol/L的硝酸锌溶液，再量取香蕉皮硝酸锌溶液=1 1 100质量比，接着将香蕉皮置于硝酸锌溶液中，在20 100°C下浸渍1 60h，然后取出浸渍后的香蕉皮，在50 100°C温度下干燥1 24h后，将干燥后的香蕉皮放在管式炉中，惰性...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘礼华，吕耀康，刘明贤，熊伟，刘超，郑皓文，徐亮，陈龙武，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31
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