[发明专利]一种高吸附性能碳气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纤维素基碳气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将天然纤维素与改性纤维素加入到溶剂中，混合；所述天然纤维素与改性纤维素的质量比为1:0.01-0.2；

(2)通过研磨将混合物制成纤维素胶状物；所述研磨速度为200-500rpm；

(3)将纤维素胶状物用水稀释制成分散液，冷冻干燥，得到纤维素基气凝胶；

(4)在氮气、氩气或氦气条件下煅烧碳化纤维素基气凝胶，得到纤维素基碳气凝胶；所述煅烧温度为500-1000℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述天然纤维素来源于木材、棉花、麻、农作物秸秆、农作物果实；天然纤维素宏观形状为纤维状、颗粒或浆板状；

所述改性纤维素选自乙基纤维素、醋酸纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述天然纤维素与改性纤维素的质量比为1:0.01-0.1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂选自水、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述分散液中纤维素质量百分数含量为1％-2％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将所述分散液在-80℃冷冻干燥，得到纤维素基气凝胶。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述煅烧时间为0.5-4h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述煅烧温度为600-800℃。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将天然纤维素与改性纤维素按质量比为1:0.01-0.2加入到溶剂中，混合；所述天然纤维素与改性纤维素的质量比为1:0.01-0.2；

(2)通过研磨将混合物制成纤维素胶状物；所述研磨速度为200-500rpm；

(3)将纤维素胶状物用水稀释制成纤维素含量为1％-2％的分散液，在-80℃冷冻干燥，得到纤维素基气凝胶；

(4)在氮气、氩气或氦气条件下煅烧碳化纤维素基气凝胶，煅烧温度为500-1000℃，煅烧时间为0.5-4h，得到纤维素基碳气凝胶。

10.权利要求1-9任一所述方法制得的纤维素基碳气凝胶，其特征在于，密度为0.008g/cm³-0.015g/cm³。

11.权利要求1-9任一所述方法制得的纤维素基碳气凝胶在有机废水中吸附废弃有机物的应用；所述有机物为二氯甲烷、甲苯、二甲苯、丙酮、四氢呋喃环己烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、异丙醇、异丁醇、正戊醇、乙二醇、乙酸乙酯、石油醚、二甲聚硅氧烷。

12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述有机物为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙酸乙酯。