[发明专利]一种炭材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种炭材料及其制备方法与应用，属于炭材料技术领域。该制备方法包括以下步骤：将碱性氢氧化物与聚氯乙烯混合，随后热解炭化；其中，碱性氢氧化物的质量为聚氯乙烯理论分解产生HCl的质量的至少3倍；热解炭化是于300‑1000℃的条件下进行0.5‑1.5h。该方法通过碱性氢氧化物将聚氯乙烯热解产生的HCl吸收掉，生成盐，同时还可通过碱性氢氧化物的活化作用将聚氯乙烯在高温下分解成的苯环类的碳活化成活性炭；能够完全实现聚氯乙烯的无害化热解，避免了HCl的产生，可达到对废弃聚氯乙烯无害化处理的目的，经济环保。制得的炭材料可作为吸附剂应用在化工、医药、环境等方面。

技术领域

本发明涉及炭材料技术领域，具体而言，涉及一种炭材料及其制备方法与应用。

背景技术

活性炭具有一定的吸附能力，主要作为固体吸附剂，应用在化工、医药、环境等方面，用于吸附沸点及临界温度较高的物质及分子量较大的有机物。在空气净化、水处理等领域应用也呈现出应用量增长的趋势，专用高档炭如高比表面积炭、高苯炭、纤维炭已渗透到航天、电子、通讯、能源、生物工程和生命科学等领域。

目前，在炭材料制备过程中，主要以木材、煤、各种坚果壳等含碳元素丰富的物质为原料，制备各种炭材料成为国内外学者的一个研究热点。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种炭材料的制备方法，具体提出了一种通过聚氯乙烯制备炭材料的方法，该方法不但能够起到聚氯乙烯废物利用的作用，而且还能实现聚氯乙烯的无害化热解，避免了HCl的产生，达到对废弃聚氯乙烯无害化处理的目的，经济环保。

本发明的目的之二在于提供一种由上述制备方法制备而得的炭材料。

本发明的目的之三在于提供一种上述炭材料的应用。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种炭材料的制备方法，包括以下步骤：将碱性氢氧化物与聚氯乙烯混合，随后热解炭化；

其中，碱性氢氧化物的质量为聚氯乙烯理论分解产生HCl的质量的至少3倍；

热解炭化是于300-1000℃的条件下进行0.5-1.5h。

在优选的实施方式中，碱性氢氧化物的质量为聚氯乙烯理论分解产生HCl的质量的3倍。

在可选的实施方式中，碱性氢氧化物包括氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂中的至少一种。

在优选的实施方式中，碱性氢氧化物为氢氧化钾。

在可选的实施方式中，碱性氢氧化物与聚氯乙烯是以搅拌方式混合。

在可选的实施方式中，搅拌转速为200-500r/min。

在可选的实施方式中，碱性氢氧化物与聚氯乙烯是以层状叠加方式混合。

在优选的实施方式中，叠加后的最上层和最下层均为碱性氢氧化物。

在可选的实施方式中，热解炭化温度为300-1000℃。

在优选的实施方式中，热解炭化温度为700-900℃。

在可选的实施方式中，热解炭化是以80-120℃/h的速率升温至热解温度。

在可选的实施方式中，还包括将热解后的产物进行洗涤和固液分离，收集固相物，得炭材料。

第二方面，本申请提供一种炭材料，经前述实施方式任一项的制备方法制备而得。

第三方面，本申请提供如前述实施方式的炭材料的应用，例如用作吸附剂。

本申请的有益效果包括：