CN102259846A - 一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法 - Google Patents
一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102259846A CN102259846A CN 201110172194 CN201110172194A CN102259846A CN 102259846 A CN102259846 A CN 102259846A CN 201110172194 CN201110172194 CN 201110172194 CN 201110172194 A CN201110172194 A CN 201110172194A CN 102259846 A CN102259846 A CN 102259846A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pericarpium musae
- nitrate solution
- zinc nitrate
- banana peels
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法。用本发明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。
背景技术
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沥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 carbonfoam”(US Patent 6033506，2000)、“一种沥青碳泡沫材料的制备方法”(中国发明专利，申请号：200510027824.9)、“制备碳泡沫体的方法”(中国发明专利，申请号：01816776.4)、Method for producing carbon foam and graphite foam(Japanpatent 2003286019，2003)、“一种高强度煤焦油沥青碳泡沫材料的制备方法”(中国发明专利，申请号：200710173126.9)、“一种高强度绝热沥青碳泡沫的制备方法”(中国发明专利，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℃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。
发明内容
本发明的目的是公开一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法，用本发明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℃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，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。
本发明的优点是：
1.本发明以香蕉皮为原料，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.本发明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.本发明以香蕉皮为原料，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.本发明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.本发明工艺简单，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℃浸渍60h。将浸渍所得香蕉皮在50℃温度干燥24h后，放在管式炉中，氮气氛的保护下，按1℃/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至600℃，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℃浸渍1h。所得香蕉皮经100℃温度干燥1h后，在管式炉中，氩气氛的保护下，按60℃/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至1400℃，然后炭化0.5h，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℃浸渍12h。所得香蕉皮经80℃温度干燥6h后，在管式炉中，氮气氛的保护下，按3℃/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至800℃，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1mol/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℃浸渍48h。所得香蕉皮经60℃温度干燥7h后，在管式炉中，氮气氛的保护下，按2℃/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至1000℃，然后炭化3h，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℃浸渍40h。所得香蕉皮经70℃温度干燥6h后，在管式炉中，氮气氛的保护下，按2℃/min的升温速率将干燥后的香蕉皮加热至950℃，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。
Claims (2)
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。
2.如权利要求1所述的一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法，其特征在于：所用的惰性气氛为氮气或氩气。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110172194 CN102259846A (zh) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | 一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110172194 CN102259846A (zh) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | 一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102259846A true CN102259846A (zh) | 2011-11-30 |
Family
ID=45006721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110172194 Pending CN102259846A (zh) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | 一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102259846A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102895952A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 浙江工业大学 | 一种选择性吸附金离子的多孔碳材料及其制备方法和应用 |
| CN107915215A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-17 | 华北电力大学 | 一种生物炭的制备方法及其应用 |
| CN109054766A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-21 | 福州大学 | 一种泡沫炭复合相变储能材料的制备方法 |
| CN109250715A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-22 | 常州大学 | 一种高韧性高吸附型生物质基泡沫炭的制备方法 |
| CN110813240A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-02-21 | 江苏科技大学 | 一种超高性能生物质基香蕉皮导向活性炭VOCs吸附剂的制备方法及其应用 |
| CN111807346A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 山东理工大学 | 一种宽频高效吸波的大孔薄层碳材料的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002008151A2 (en) * | 2000-07-20 | 2002-01-31 | Cabot Corporation | Carbon foams and methods of making the same |
| CN101585532A (zh) * | 2009-06-08 | 2009-11-25 | 浙江工业大学 | 一种利用生物质残渣制备高比表面微孔碳材料的方法 |
-
2011
- 2011-06-23 CN CN 201110172194 patent/CN102259846A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002008151A2 (en) * | 2000-07-20 | 2002-01-31 | Cabot Corporation | Carbon foams and methods of making the same |
| CN101585532A (zh) * | 2009-06-08 | 2009-11-25 | 浙江工业大学 | 一种利用生物质残渣制备高比表面微孔碳材料的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《材料导报》 20080331 易四勇,王先友,李娜,魏建良,戴春岭 活性炭活化处理技术的研究进展 第72-75页 1-2 第22卷, 第3期 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102895952A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 浙江工业大学 | 一种选择性吸附金离子的多孔碳材料及其制备方法和应用 |
| CN102895952B (zh) * | 2012-09-27 | 2014-12-17 | 浙江工业大学 | 一种选择性吸附金离子的多孔碳材料及其制备方法和应用 |
| CN107915215A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-17 | 华北电力大学 | 一种生物炭的制备方法及其应用 |
| CN107915215B (zh) * | 2017-11-20 | 2020-10-27 | 华北电力大学 | 一种生物炭的制备方法及其应用 |
| CN109054766A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-21 | 福州大学 | 一种泡沫炭复合相变储能材料的制备方法 |
| CN109054766B (zh) * | 2018-09-13 | 2020-11-03 | 福州大学 | 一种泡沫炭复合相变储能材料的制备方法 |
| CN109250715A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-22 | 常州大学 | 一种高韧性高吸附型生物质基泡沫炭的制备方法 |
| CN110813240A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-02-21 | 江苏科技大学 | 一种超高性能生物质基香蕉皮导向活性炭VOCs吸附剂的制备方法及其应用 |
| CN111807346A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 山东理工大学 | 一种宽频高效吸波的大孔薄层碳材料的制备方法 |
| CN111807346B (zh) * | 2020-07-20 | 2023-03-14 | 山东理工大学 | 一种宽频高效吸波的大孔薄层碳材料的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018099173A1 (zh) | 以煤为原料制备氮掺杂多孔碳材料的方法 | |
| CN108529587B (zh) | 一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法及其应用 | |
| CN102259846A (zh) | 一种利用香蕉皮制备碳泡沫的方法 | |
| CN104362315B (zh) | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料低成本制备方法 | |
| CN104071768B (zh) | 孔径分级分布的部分石墨化多孔碳电极材料及其制备方法 | |
| WO2018188422A1 (zh) | 一种用于超级电容器的蒜皮基活性炭电极材料及制备方法 | |
| CN104495788A (zh) | 一种多孔碳的制备方法 | |
| CN104715936B (zh) | 一种用于超级电容器的分级多孔碳电极材料及制备方法 | |
| CN106082162B (zh) | 一种超级电容器含氮多孔碳材料的制备方法 | |
| CN104445144A (zh) | 一种氮硫双掺杂介孔碳电极材料、制备方法及应用 | |
| CN104709905A (zh) | 一种利用混合熔盐为活化剂制备超级电容器用活性炭的方法 | |
| CN105152170A (zh) | 一种蝉蜕基用于电化学电容器的多孔碳材料的制备方法 | |
| CN102867654A (zh) | 一种用于超级电容器的石墨化活性炭电极材料及制备方法 | |
| CN111235698B (zh) | 一种氮掺杂多孔碳纤维材料的制备方法及其应用 | |
| CN109467082B (zh) | 一种石墨化多孔玉米芯衍生炭电极材料的制备方法 | |
| CN109167025A (zh) | 一种高低温环境下具有高稳定性的硼掺杂改性的软碳包覆负极材料及其制备方法 | |
| CN109110756A (zh) | 一种均质玉米芯衍生炭电极材料及其制备方法 | |
| CN105321726A (zh) | 高倍率活性炭/活性石墨烯复合电极材料及其制备方法 | |
| CN109148843A (zh) | 一种具有良好高温性能的硼掺杂负极材料及其固相制备方法 | |
| CN113929083B (zh) | 一种氮/硫掺杂多孔碳材料及其制备方法 | |
| CN103746119B (zh) | 一种石墨烯包覆的炭微球锂离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN106449130A (zh) | 多级孔碳氮微球材料的制备方法 | |
| CN106976859A (zh) | 一种以金属有机骨架为前驱体制备超微孔碳纳米粒子的方法 | |
| CN109336085B (zh) | 木质素基炭纳米片储能材料及其制备方法和应用 | |
| Li et al. | Nitrogen enriched high specific surface area biomass porous carbon: A promising electrode material for supercapacitors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111130 |