[发明专利]一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料的制备方法：其特征在于：包括如下步骤，以废弃咖啡渣为原料，与溶剂、助挤剂、粘结剂和结构增强剂混合，通过混捏、挤条成型制备出条状咖啡渣成型体，再经过干燥、炭化及活化制备出高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭；所述粘结剂为有机粘结剂或无机粘结剂，所述有机粘结剂为淀粉和/或羧甲淀粉钠，无机粘结剂为蒙脱土、海泡石、硅酸盐、硅溶胶、泡花碱、稀硝酸和磷酸的一种或几种；所述结构增强剂为纤维素；所述粘结剂和溶剂的质量比为0.1:1~4:1；所述粘结剂和溶剂的质量之和与咖啡渣的质量比为0.3:1~4:1；所述助挤剂为草酸、酒石酸、柠檬酸、聚乙二醇、丙三醇、石蜡和田菁粉中的一种或多种；助挤剂与咖啡渣的质量比为0:1~0.5:1。

2.如权利要求1所述的一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料的制备方法：其特征在于：具体包括如下步骤：

（1）将咖啡渣、助挤剂和结构增强剂混合均匀，记为样品A；

（2）将粘结剂和溶剂搅拌溶解均匀，记为溶液B；

（3）将溶液B与样品A混合搅拌，形成湿润的可塑性物料，将可塑性物料放入

挤条机内进行挤出成型操作，后续经过切条、干燥得到条状咖啡渣成型体；

（4）将条状咖啡渣成型体置于炭化炉中，在惰性气体保护条件下进行炭化，活化得到咖啡渣活化炭条。

3.如权利要求2所述的一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料的制备方法：其特征在于：步骤（1）中结构增强剂为微晶纤维素、细菌纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种；纤维素和咖啡渣的质量比为0:1~0.5:1。

4.如权利要求2所述的一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料的制备方法：其特征在于：步骤（2）所述无机粘结剂为海泡石、硅酸盐、泡花碱和硅溶胶的一种或几种；还包括步骤（5），将步骤（4）得到的咖啡渣活化炭条置于氢氧化钠溶液中，在25~50℃条件下处理12~24h，其中，咖啡渣活化炭条与氢氧化钠的质量比为1:1~1:5。

5.如权利要求2所述的一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料的制备方法：其特征在于：步骤（4）活化过程中活化剂为固体活化剂和气体活化剂，当活化剂为固体活化剂时，所述步骤（2）为将固体活化剂与粘结剂和溶剂混合均匀，形成溶液B，溶液B中粘结剂和溶剂的质量比为0.1:1~4:1，固体活化剂与咖啡渣的质量比为0:1~4:1。

6.如权利要求2所述的一种高机械强度的咖啡渣基成型多孔炭材料的制备方法：其特征在于：所述溶剂为水和/或无水乙醇。