[发明专利]一种以泡沫废弃物为原料的碳泡沫的制备方法

说明书

本发明公开了一种以泡沫废弃物为原料的碳泡沫的制备方法，包括以下步骤：将热固性泡沫废弃物与热塑性泡沫废弃物分别进行清洗、干燥、粉碎制得泡沫颗粒，然后将泡沫颗粒进行混合、热压、热解碳化制得碳泡沫。本发明选用泡沫废弃物为原料，不仅来源丰富、成本低，而且能有效减少泡沫废弃物带来的环境问题，开辟了一种解决泡沫污染的新途径；获得的碳泡沫具有良好的力学性能和热稳定性；制备工艺简单、可大批量生产，应用前景可观。

技术领域

本发明涉及一种碳泡沫的制备方法，尤其是涉及一种以泡沫废弃物为原料的碳泡沫的制备方法，属于碳材料领域。

背景技术

伴随科技进步、城市化进程的加快及人们日益提高的生活水平，各种垃圾产量也逐年增加，而且已由城市逐渐向农村扩展其中一项重要的生活垃圾就是难降解的“白色污染”，即由聚苯乙烯、聚乙烯组成的泡沫塑料制品对生态环境造成的污染。目前，国内外许多专家学者等都对白色污染提出了许多可行的解决方案及进一步的研究方向，其中常用的方法有：减少对白色塑料制品的使用；对塑料制品的重复利用；低价回收各种废弃塑料并开发新途径对其加以应用；研制新型可降解塑料。由此可见，治理白色污染不仅是我国生态环境需要解决的关键问题，也是全世界共同关注的重要环保课题。本发明开辟了一种解决白色污染的新途径：回收泡沫废弃物制作成碳泡沫，降低成本，应用前景可观。

碳泡沫是一种由孔泡和相互连接的孔泡壁组成的具有三维网状结构，呈类海绵状的新型炭质材料，具有低密度、高孔隙率、较大的比表面积、良好的吸附性能、较低的热膨胀系数和低热导系数等特点，可作为隔热材料，优质夹层材料，能力存储电极，能量吸收材料，催化剂载体和除臭除味剂等，在化工，航空航天和电子等领域均有着广泛的应用价值。

CN 201410219197.8四氧化三铁碳泡沫复合物的制备方法和碳泡沫的制备方法，提供了一种四氧化三铁碳泡沫复合物的制备方法，包括以下步骤：将橡胶颗粒与铁化合物混合，得到混合物；将所述混合物加热至500℃～1000℃，直至无火焰产生，得到四氧化三铁碳泡沫复合物。本发明以橡胶颗粒为碳源材料，通过物理混合、燃烧反应，在铁化合物催化橡胶碳化的作用下，简便、高效地制备得到四氧化三铁碳泡沫复合物。采用一步法快速催化橡胶碳化，铁化合物能完全转化成四氧化三铁，附着在碳泡沫表面，由于没有铁化合物的损失，比浸渍法更经济。该发明优选采用回收轮胎橡胶颗粒作为碳源，也更为经济、环保。

CN 201310472616.4 一种利用废纸制备吸附油及有机溶剂的碳泡沫的方法，具体为将废纸经纸浆、冷冻干燥、高温分解、退火处理后，得到憎水的碳泡沫。本发明提供的利用废纸制备吸附油及有机溶剂的碳泡沫的方法，方法简单、成本低、可大规模生产；该发明制备的碳泡沫具有非常好的机械性能及对有机溶剂或油脂具有很强的吸附能力，因此，可用于污水处理或者液液分离的领域；并且该碳泡沫可利用分馏、挤压的方法，实现对该碳泡沫的重复利用和对被吸附物的回收利用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种以泡沫废弃物为原料的碳泡沫的制备方法，包括以下顺序的步骤：

（1）将热固性泡沫废弃物与热塑性泡沫废弃物分别用进行清洗并干燥；

（2）将步骤（1）处理后的热固性泡沫废弃物与热塑性泡沫废弃物分别粉碎，过筛制得粒径为1-50μm的泡沫颗粒；

（3）将步骤（2）粉碎后的热固性泡沫颗粒与热塑性泡沫颗粒按质量比1︰0.5~1放入为转速100-200r/min的球磨机中混合0.5-3h；

（4）将步骤（3）混合好的泡沫颗粒放入模具内，并对混合泡沫废弃物进行热压，热压温度100-250℃，热压时间为5-20min，热压压力为100-200KPa；

（5）将步骤（4）热压后的混合泡沫颗粒放入热解炉，通入流动的氩气，以10-15℃/min升温至100-250℃，保温10-30min，再以1-15℃/min升温至500-800℃，保温1-3h，随炉冷却至室温制得碳泡沫。