[发明专利]一种海洋生物质制备多孔碳的方法

说明书

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。

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。