CN109485042A - 基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法 - Google Patents

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赵勤
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Abstract

本发明公开一种基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法，将通草或灯芯草置于高温炉中，通惰性气体、炭化，得到通草或灯芯草基碳材料；将通草或灯芯草基碳材料与活化剂混合浸渍、烘干、研磨得到混合物；将混合物在惰性气体保护下在300‑900℃处理0.5‑8h，自然冷却至室温，再使用HCl和去离子水反复的冲洗过滤至pH为7，最后干燥，即可得到基于通草和灯芯草制备的多层次孔道活性炭。本发明采用绿色生物质为碳源、来源广、价格低廉、工艺简单易控制、环境友好、适合规模化生产。

Description

基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法。
背景技术
现有的活性炭材料的制备，碳源来源有限、价格高、工艺复杂，需要进一步加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用绿色生物质为碳源、来源广、价格低廉、工艺简单易控制、环境友好的基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法。
本发明的技术解决方案是：
一种基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法，其特征是：包括下列步骤：
(1)将通草或灯芯草置于高温炉中，通惰性气体，在300-900℃下炭化0.5-8h，得到通草或灯芯草基碳材料；
(2)将通草或灯芯草基碳材料与活化剂配比以：通草或灯芯草基碳材料:活化剂=1:0.5-8的质量比混合浸渍1-12h，50-120℃烘干、研磨得到混合物；
(3)将混合物在惰性气体保护下在300-900℃处理0.5-8h，自然冷却至室温，再使用HCl和去离子水反复的冲洗过滤至pH为7，最后在110℃下干燥，即可得到基于通草和灯芯草制备的多层次孔道活性炭。
惰性气体是氮气或氩气；活化剂是KOH、H3PO4或ZnCl2。
通草和灯芯草都是含有丰富孔道结构、比表面积大、表观密度低的天然材料。利用通草和灯芯草制备活性炭，在炭化阶段就得到表面积较大的中间材料，有利于其活化阶段高效地产生微孔和介孔，因此可以得到高比表面积的多层次孔道活性炭。
本发明所得材料具有互联的多层次孔道结构，其微孔体积为0.2～1.1cm3/g、介孔体积为0.12～0.7cm3/g、总孔体积为0.3～1.8cm3/g,总比表面积为可达3000m2/g以上。所制备的材料涉及到电化学储能、吸附分离、催化剂载体、药物载体等领域，尤其适用于应用到超级电容器。本发明采用绿色生物质为碳源、来源广、价格低廉、工艺简单易控制、环境友好、适合规模化生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是通草碳化前的扫描电镜图。
图2是通草碳化后的扫描电镜图。
具体实施方式
一种基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法，包括下列步骤：
(1) 现将通草或灯芯草进行清洗、分段、干燥等预处理，然后将通草或灯芯草置于高温炉中，通惰性气体，在300-900℃（例300℃、600℃、900℃）下炭化0.5-8h（例0.5h、4h、8h），得到通草或灯芯草基碳材料；
(2)将通草或灯芯草基碳材料与活化剂配比以：通草或灯芯草基碳材料:活化剂=1:0.5-8（例1:0.5、1:4、1:8）的质量比混合浸渍1-12h（例1h、6h、12h），50-120℃（例50℃、90℃、120℃）烘干、研磨得到混合物；
(3)将混合物在惰性气体保护下在300-900℃（例300℃、600℃、900℃）处理0.5-8h（例0.5h、4h、8h），自然冷却至室温，再使用HCl和去离子水反复的冲洗过滤至pH为7，最后在110℃下干燥，即可得到基于通草和灯芯草制备的多层次孔道活性炭。
惰性气体是氮气或氩气；活化剂是KOH、H3PO4或ZnCl2。

Claims (2)

1.一种基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法，其特征是：包括下列步骤：
(1)将通草或灯芯草置于高温炉中，通惰性气体，在300-900℃下炭化0.5-8h，得到通草或灯芯草基碳材料；
(2)将通草或灯芯草基碳材料与活化剂配比以：通草或灯芯草基碳材料:活化剂=1:0.5-8的质量比混合浸渍1-12h，50-120℃烘干、研磨得到混合物；
(3)将混合物在惰性气体保护下在300-900℃处理0.5-8h，自然冷却至室温，再使用HCl和去离子水反复的冲洗过滤至pH为7，最后在110℃下干燥，即可得到基于通草和灯芯草制备的多层次孔道活性炭。
2.根据权利要求1所述的基于通草/灯芯草互联多孔结构的活性炭材料的制备方法，其特征是：惰性气体是氮气或氩气；活化剂是KOH、H3PO4或ZnCl2。
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