[发明专利]一种生物质多孔碳材料的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及本发明涉及一种生物质多孔碳及其制备方法，其包括如下步骤：S1将生物质、氯化锌、碳酸氢铵、氯化铵和高铁酸钾进行干法研磨，混合均匀；S2将S1得到的混合物在保护气氛围下，850℃炭化2h，冷却至室温，得到碳材料；S3对得到的碳材料进行酸洗和去离子水清洗，干燥即得，本发明方法廉价环保，制备得到的多孔碳材料具有良好的孔结构和电化学性能，在脱盐方面的实验说明该材料在海水淡化领域具有较大应用价值。

技术领域

本发明涉及一种生物质多孔碳及其制备方法，属于碳材料技术领域。

背景技术

目前，碳材料由于其具备优良的多孔性能被广泛应用于吸附剂、催化剂、燃料电池、二次电池的电极材料、超级电容、复合材料、气敏元件、太阳能电池、多种电子器件等领域。

碳材料顾名思义为以碳为主要元素的材料，主要包括石墨、炭黑、活性炭、炭纤维、碳纳米管等，其结构、组成和性质直接决定了其整体性能、应用以及价格，对于资源有限的不可再生资源，其开发和利用收到了限制。近几年来，越来越多的人将重点放到了寻求来源充足性能优异的碳材料的研究开发，可再生的生物质资源成为理想的碳源，获得的碳材料主要由活化处理过程决定。

目前，常用的活化剂为氢氧化钾、钾的碳酸盐、硫酸或氯化锌，得到的碳材料导电性能差，针对上述缺陷，CN107265436A公开了一种生物质石墨化多孔碳材料的制备方法，以生物质为原料，以高铁酸钾作为造孔剂和催化剂，得到了生物质石墨化多孔碳材料，比表面积为1000~2000 m²/g，具有较高的石墨化程度，但是其表面积较低，限制了其应用。

有鉴于此，需要发明一种能够提升碳材料性能的方法，以适用于高要求领域需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可以获得大比表面积、高吸附性能和导电性高的生物质多孔碳制备方法，并同时提供其应用。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

技术主题一

一种生物质多孔碳及其制备方法，其包括如下步骤：

S1：将生物质、氯化锌、碳酸氢铵、氯化铵和高铁酸钾进行干法研磨，混合均匀；

S2：将S1得到的混合物在保护气氛围下，750～950℃炭化1～3h，冷却至室温，得到碳材料；

S3：对得到的碳材料进行酸洗和去离子水清洗，干燥即得。

在本发明的一些实施方案中，所述生物质、氯化锌、碳酸氢铵、氯化铵和高铁酸钾的质量比为1:0.5～1.5:0.5～2:1～3:1～2.5。

在本发明的一些实施方案中，所述生物质、氯化锌、碳酸氢铵、氯化铵和高铁酸钾的质量比为1:1:1:1:1。

在本发明的一些实施方案中，所述生物质选自甲壳素、木质素或纤维素中的一种或任意两种以上的组合。

在本发明的一些实施方案中，所述生物质选自甲壳素。

在本发明的一些实施方案中，所述干法研磨为干法球磨，研磨球的质量与所述生物质、氯化锌、碳酸氢铵、氯化铵和高铁酸钾的总质量比1:4~6，研磨球直径为0.5mm～10mm，转速为250～600 r/min，研磨时间为1～5h。

在本发明的一些实施方案中，所述研磨球的质量与所述生物质、氯化锌、碳酸氢铵、氯化铵和高铁酸钾的总质量比1:5，研磨球直径为3mm，转速为450 r/min，研磨时间3h。