CN108069423A

CN108069423A - 一种海洋生物质制备多孔碳的方法

Info

Publication number: CN108069423A
Application number: CN201610968646.8A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Tianjin Green Kaine Chemical Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Green Kaine Chemical Technology Co Ltd
Priority date: 2016-11-06
Filing date: 2016-11-06
Publication date: 2018-05-25

Abstract

一种海洋生物质制备多孔碳的方法，以海洋生物质虾壳蟹壳为原料，经过酸碱浸渍、中和、浓碱脱乙酰基制备得到壳聚糖，然后以低成本天然埃洛石纳米管为模板，通过模板法制备多孔碳材料。本发明的优点是：埃洛石纳米管价格低廉，具有长径比高的尺寸优势，作为制备多孔碳材料的模板；以虾壳蟹壳为碳源制备多孔碳，可实现海洋生物质废弃物资源化利用，变废为宝，具有重要意义；本发明多孔碳制备方法，工序简单、成本低廉、安全有效。

Description

一种海洋生物质制备多孔碳的方法

技术领域

本发明涉及一种海洋生物质制备多孔碳的方法，属于海洋废弃物资源化利用领域。

背景技术

多孔碳由于其具有丰富的孔状结构、超高比表面积，丰富的表面官能团，在吸附分离、污水处理、气体净化等领域广泛应用。我国水产养殖业发达，近几年，随着我国虾仁出口的增加，在加工过程中产生大量的虾壳废弃物，如不及时处理和利用，既污染环境又造成生物质资源浪费。虾壳中含有大量的甲壳素，其可衍生为一种重要的功能性生物材料-壳聚糖，是一种理想的碳源。壳聚糖具有很好的可溶性，利用其制备多孔碳，可实现海洋生物质废弃物资源化利用，变废为宝，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种工序简单、成本低廉、安全有效的多孔碳制备方法。

本发明的技术方案。

一种海洋生物质制备多孔碳的方法，以海洋生物质虾壳蟹壳为原料，经过酸碱浸渍、中和、浓碱脱乙酰基制备得到壳聚糖，然后以低成本天然埃洛石纳米管为模板，通过模板法制备多孔碳，具体包括如下步骤：1）将100 g天然虾壳蟹壳，置于500 mL质量浓度为10%盐酸中浸泡24 h，然后在500 mL质量浓度为10%氢氧化钠溶液中浸泡6 h，洗涤至中性后，使用100 mL质量浓度为15%双氧水溶液脱色，最后干燥12 h，得到甲壳素；2）将1）中所得甲壳素溶于100 mL质量浓度为35%氢氧化钠溶液中，磁力搅拌6 h，然后过滤、干燥，再用50 mL质量浓度为2%乙酸溶液溶胀12 h；3）将一定量埃洛石置于2）中所得壳聚糖的乙酸溶液中，然后浸渍2 h，干燥2 h，500℃氮气氛围煅烧2 h，最后在20 m:质量浓度为10%氢氟酸中去模板后，即得多孔碳材料。

所述制备多孔碳材料的碳源为海洋生物废弃物。

所述制备多孔碳材料的模板为天然埃洛石纳米管。

所述壳聚糖与埃洛石的质量比为50～1000。

本发明的优点是：埃洛石纳米管价格低廉，具有长径比高的尺寸优势，作为制备多孔碳材料的模板；以虾壳蟹壳为碳源制备多孔碳，可实现海洋生物质废弃物资源化利用，变废为宝，具有重要意义；本发明多孔碳制备方法，工序简单、成本低廉、安全有效。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，但是它们并不是对本发明作任何限制。这里仅指出，本发明中使用的试剂和测试设备除特别标明出处之外，均为市售的通用产品。

实施例1。

一种海洋生物质制备多孔碳的方法，包括如下步骤：1）将100 g天然虾壳蟹壳，置于500 mL质量浓度为10%盐酸中浸泡24 h，然后在500 mL质量浓度为10%氢氧化钠溶液中浸泡6 h，洗涤至中性后，使用100 mL质量浓度为15%双氧水溶液脱色，最后干燥12 h，得到甲壳素；2）将1）中所得甲壳素溶于100 mL质量浓度为35%氢氧化钠溶液中，磁力搅拌6 h，然后过滤、干燥12 h，再用50 mL质量浓度为2%乙酸溶液溶胀12 h；3）将5 g埃洛石置于2）中所得壳聚糖的乙酸溶液中，然后浸渍2 h，干燥2 h，500℃氮气氛围煅烧2 h，最后在20 mL质量浓度为10%氢氟酸中去模板后，即得多孔碳材料。

实施例2。

一种海洋生物质制备多孔碳的方法，包括如下步骤：1）将100 g天然虾壳蟹壳，置于500 mL质量浓度为10%盐酸中浸泡24 h，然后在500 mL质量浓度为10%氢氧化钠溶液中浸泡6 h，洗涤至中性后，使用100 mL质量浓度为15%双氧水溶液脱色，最后干燥12 h，得到甲壳素；2）将1）中所得甲壳素溶于100 mL质量浓度为35%氢氧化钠溶液中，磁力搅拌6 h，然后过滤、干燥12 h，再用50 mL质量浓度为2%乙酸溶液溶胀12 h；3）将1 g埃洛石置于2）中所得壳聚糖的乙酸溶液中，然后浸渍2 h，干燥2 h，500℃氮气氛围煅烧2 h，最后在20 mL质量浓度为10%氢氟酸中去模板后，即得多孔碳材料。

本发明公开一种海洋生物质制备多孔碳的方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变工艺路线等环节实现，尽管本发明的方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容与范围内对本文所述的方法进行改动或重新组合，来实现最终结果。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明的内容和范围。

Claims

1.一种海洋生物质制备多孔碳的方法，其特征在于：以海洋生物质虾壳蟹壳为原料，经过酸碱浸渍、中和、浓碱脱乙酰基制备得到壳聚糖，然后以低成本天然埃洛石纳米管为模板，通过模板法制备多孔碳，具体包括如下步骤：1）将100 g天然虾壳蟹壳，置于500 mL质量浓度为10%盐酸中浸泡24 h，然后在500 mL质量浓度为10%氢氧化钠溶液中浸泡6 h，洗涤至中性后，使用100 mL质量浓度为15%双氧水溶液脱色，最后干燥12 h，得到甲壳素；2）将1）中所得甲壳素溶于100 mL质量浓度为35%氢氧化钠溶液中，磁力搅拌6 h，然后过滤、干燥，再用50 mL质量浓度为2%乙酸溶液溶胀12 h；3）将一定量埃洛石置于2）中所得壳聚糖的乙酸溶液中，然后浸渍2 h，干燥2 h，500℃氮气氛围煅烧2 h，最后在20 mL质量浓度为10%氢氟酸中去模板后，即得多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述一种海洋生物质制备多孔碳的方法，其特征在于：所述制备多孔碳材料的碳源为海洋生物废弃物。

3.根据权利要求1所述一种海洋生物质制备多孔碳的方法，其特征在于：所述制备多孔碳材料的模板为天然埃洛石纳米管。

4.根据权利要求1所述一种海洋生物质制备多孔碳的方法，其特征在于：所述壳聚糖与埃洛石的质量比为50～1000。