[发明专利]用废弃食用油脂制备碳微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境和新材料技术领域，尤其涉及一种用废弃食用油脂制备碳微球的方法。

背景技术

餐饮业是我国的重要产业，随着消费的增加，餐馆和饭店每年都会排放大量废弃食用油脂，这些废弃食用油脂要么直接排入河流、湖泊等水域，要么被不法商贩回收，经过简单加工后回流入食用油市场。废弃食用油脂直接排入水域会造成环境污染，研究表明，每公斤废弃食用油脂能够造成15000m²水面的污染，形成大面积的水质富营养化(食品科学，2004年，第25卷，第4期，第128页)。而废弃食用油脂回流入食用油市场的危害更大，会严重威胁人类健康。废弃食用油脂中几乎不含不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸等营养成分，而含有大量酚类、酮类、多环芳烃等有害物质，研究表明，废弃食用油脂不仅能够缩短果蝇30％以上的寿命，还会增加果蝇的不孕率，并增加果蝇的潜在致癌性(健康人生，2006年，第6期，第4页)。

现有技术公开了多种回收利用废弃食用油脂的技术，如利用废弃食用油脂生产生物柴油、利用废弃食用油脂制备选矿药剂、利用废弃食用油脂生产乙醇、沼气等，但是并未出现利用废弃食用油脂制备碳微球的报道。

碳微球不仅具有良好的化学稳定性、热稳定性、吸附性能，还具有优良的导电和导热性能，在能源储存、气体选择吸附剂、薄膜、催化剂载体和锂离子电池的负极材料等领域具有较好的应用前景，如以人造石墨和中间相碳微球的混合体作为负极时，聚合物锂离子电池的循环性能得到较大提高(材料热处理学报，2007年，第28卷，第2期，第17页)。本发明人考虑，将含有大量碳元素的废弃食用油脂制备成具有工业使用价值的碳微球，不仅可以回收利用废弃食用油脂，还可以降低碳微球的生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用废弃食用油脂制备碳微球的方法，本发明提供的方法不仅能够有效利用废弃食用油脂，而且工艺简单、适于工业化生产。

本发明提供了一种用废弃食用油脂制备碳微球的方法，包括：

将废弃食用油脂与二氧化碳置于密闭容器中进行反应，生成碳微球；所述反应的温度为500℃～680℃，所述反应的压力为10MPa以上。

优选的，所述反应的温度为530℃～650℃。

优选的，所述反应的压力为15MPa～30Mpa。

优选的，所述反应的时间为150min～210min。

优选的，所述二氧化碳为固态二氧化碳。

优选的，所述废弃食用油脂与所述固态二氧化碳的体积质量比为3mL～10mL∶10g～20g。

优选的，还包括：

将所述碳微球进行退火处理，得到层状碳微球。

优选的，所述退火的温度为1300℃～1500℃。

优选的，所述退火处理中的保温时间为40min～80min。

与现有技术相比，本发明将废弃食用油脂和二氧化碳置于密闭容器中，在高温高压下进行碳微球的制备。当密闭容器中的温度和压力达到或超过二氧化碳的临界温度和临界压力时，二氧化碳的性质发生变化，成为超临界二氧化碳。超临界二氧化碳既具有气体的高扩散系数和低粘度，又具有与液体相近的密度和优良的溶解能力，因此能够作为废弃食用油脂的反应介质，发挥充分溶解、充分分散的作用，使废弃食用油脂在高温下裂解生成碳微球。本发明提供的制备方法不仅有效利用了废弃食用油脂，而且反应条件较为温和，工艺简单，适于工业化生产。进一步的，对本发明制备的碳微球进行退火处理后，可以得到具有较大比表面积的层状碳微球。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的碳微球的拉曼光谱图；

图2为本发明实施例制备的碳微球的X射线衍射谱图；

图3为本发明实施例1提供的碳微球的电镜扫描照片；

图4为本发明实施例2提供的碳微球的电镜扫描照片；

图5为本发明实施例3提供的碳微球的电镜扫描照片；

图6为本发明实施例4提供的碳微球的电镜扫描照片；

图7为本发明实施例5提供的碳微球的电镜扫描照片；

图8为本发明实施例6提供的层状碳微球的电镜扫描照片；

图9为本发明实施例6提供的层状碳微球的氮气吸脱附等温曲线图；

图10为本发明实施例7提供的层状碳微球的电镜扫描照片；

图11为本发明实施例7提供的层状碳微球的氮气吸脱附等温曲线图；

图12为本发明比较例1提供的碳微球的电镜扫描照片。

具体实施方式

本发明提供了一种用废弃食用油脂制备碳微球的方法，包括：