[发明专利]一种生活用纸炭化制备多功能弹性炭材料的方法

说明书

本发明公开了一种生活用纸炭化制备多功能弹性炭材料的方法，将生活用纸制备为长方体结构；将长方体结构生活用纸在空气气氛中加热到200～260℃，保温120～480min，然后更换为氮气气氛，继续保温20min；在氮气气氛下，升温到350～450℃，保温20min；保温结束后，在氮气气氛通入情况下自然降温，待温度降到50℃以下，停止通入氮气，取出固体产物为前驱体；将前驱体浸入到含有木质素的乙醇溶液中10～30秒后取出，干燥后，在氮气气氛中加热到800～1600℃，保温60～300min；保温结束后，在氮气气氛通入情况下自然降温，待温度降到50℃以下，停止通入氮气，取出固体产物为弹性炭材料。本发明制备的弹性炭材料可以应用于吸油及柔性传感器领域，拓宽了生活用纸的利用途径和利用价值。

技术领域

本发明属于纸基材料功能化利用领域，具体涉及一种生活用纸炭化制备多功能弹性炭材料的方法。

背景技术

炭材料由于具有良好的导、吸附等性能，使得其在多个领域均有广泛的应用。近年来，弹性炭材料的出现给能源、吸油等领域进行革新提供了可能，成为了关注的热点。这类弹性炭材料除了具有很好的弹性(柔性)外，还需要具备很好的重复稳定性，这为弹性炭材料的多功能应用提出了挑战。

目前的弹性炭材料主要来源于发泡材料或凝胶材料的炭化，主要的原料来源于不可再生高分子材料，普遍存在制备的弹性炭材料可压缩率不高、重复使用次数偏低等突出问题。此外，现有的弹性炭材料的制备工艺比较复杂，导致其制备成本较高，很大程度上限制了其进一步的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生活用纸炭化制备多功能弹性炭材料的方法，用于解决目前弹性炭材料制备工艺复杂、制备成本高等问题，本发明制备的弹性炭材料可以应用于吸油及柔性传感器领域，拓宽了生活用纸的利用途径和利用价值。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生活用纸炭化制备多功能弹性炭材料的方法，包括以下步骤：

步骤一：将生活用纸制备为长方体结构；

步骤二：将长方体结构生活用纸在空气气氛中以1～1.5℃/min加热到200～260℃，保温120～480min，然后更换为氮气气氛，继续保温20min；

步骤三：在氮气气氛下，以3℃/min升温到350～450℃，保温20min；

步骤四：保温结束后，在氮气气氛通入情况下自然降温，待温度降到50℃以下，停止通入氮气，取出固体产物为前驱体；

步骤五：将前驱体浸入到含有木质素的乙醇溶液中10～30秒后取出，干燥后，在氮气气氛中以3～5℃/min加热到800～1600℃，保温60～300min；

步骤六：保温结束后，在氮气气氛通入情况下自然降温，待温度降到50℃以下，停止通入氮气，取出固体产物为弹性炭材料。

进一步地，步骤一中所述的生活用纸为卫生纸、餐巾纸或厨房用纸。

进一步地，步骤一中长方体结构的长:宽:厚比例为：1:(0.4～0.6):(0.3～0.5)，其中长表示纤维方向，宽表示垂直纤维方向，高表示多层方向。

进一步地，步骤五中干燥温度为80℃，时间为10min。

进一步地，步骤五所述的含有木质素的乙醇溶液中，木质素的浓度为1～10g/L。

进一步地，所述的木质素为碱木质素、硫酸盐木质素或醇解木质素。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：