[发明专利]一种生物质多孔炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物质多孔炭的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明将酒糟，淀粉，甘油混合球磨，得球磨匀浆；将球磨匀浆，冰晶石，改性添加料，卡波姆，阿拉伯胶液混合发酵，随后加入球磨匀浆质量0.2～0.3倍的氯化铝溶液，搅拌混合，接着滴加氢氧化钠溶液调节pH至10.3～10.6，干燥，粉碎，过筛，得坯料；将坯料置于氮气氛围中，逐级升温，通电高温反应，降温，即得炭化坯料；将炭化坯料与水按质量比1：10～1：20混合浸泡，过滤，干燥，即得生物质多孔炭。本发明提供的生物质多孔炭具有优异的比表面积和孔隙率。

技术领域

本发明公开了一种生物质多孔炭的制备方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

生物质炭（Biochar）是指富含碳元素的生物质固体，在一定温度下（如350～700℃）在隔绝空气或者少量空气氛围中经过特定的反应装置热解产生的物质。

生物质炭的热解具有上千年的悠久历史。生物质炭的形成主要是其本身的热解。生物质炭的热解分为快速率热解和慢速率热解，这主要取决于升温速度。快速热解是指生物质在无氧气环境，400～600℃，升温速率大于300℃/min和短的气体氛围停留下的反应。在此反应过程中主要产生的是高能量密度的生物油，相对能量密度较低的合成气和生物质炭。慢速热解是指生物质在300～800℃左右，在低的升温速率5～10℃/min和经久的的气体氛围停留（大于1h）的反应。在此反应过程中，生物质的主要产物是低原子量的物质（如一氧化碳，甲烷，氢气，乙烯等）和生物质炭。通常情况，我们一般所说的生物质的热解是生物质在惰性气体保护下进行的热解过程。众所周知，生物质主要成分是半纤维素，纤维素，木质素和无机物等，生物质的热解大概可以分为三个阶段；首先当温度达到100℃时，水分开始挥发；其次当温度达到200～300℃时，半纤维素渐渐分解；再次当温度在300～400℃时，纤维素开始分解；最后温度高于400℃时，木质素开始慢慢分解；由此看来，文献报道生物质热解其真相既是纤维素，半纤维素，木质素的热解。

炭材料通常包括石墨、炭纳米管、炭微球、炭纤维、炭气凝胶、多孔炭等。在这些炭材料中，多孔炭具有很多优点，如发达的孔隙、高比表面积、低密度、高导热性、导电性好、化学性质和机械性质稳定等，正是这些优点使得多孔炭逐渐受到广大研究者的青睐。多孔炭材料的孔径小于2nm的称为微孔，大于50nm的称为大孔，孔径介于2nm和50nm之间的是介孔。制备炭材料的来源广泛，例如木屑、玉米秸、稻壳、棉花壳、煤、沥青、果壳、果核、石油焦、丙烯腈、竹、木、以及酚醛树脂、炭纤维等都可以作为制备多孔炭的前驱体。生物炭的研制分为物理活化（Pa）跟化学活化（Ca）。目前传统生物质多孔炭还存在孔隙率不佳的问题，还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统生物质多孔炭孔隙率不佳的问题，提供了一种生物质多孔炭的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，将10～20份酒糟，10～20份淀粉，10～20份甘油混合球磨，得球磨匀浆；

（2）按重量份数计，将20～30份球磨匀浆，3～5份冰晶石，10～20份改性添加料，3～5份卡波姆，20～30份阿拉伯胶液混合发酵，随后加入球磨匀浆质量0.2～0.3倍的氯化铝溶液，搅拌混合，接着滴加氢氧化钠溶液调节pH至10.3～10.6，干燥，粉碎，过筛，得坯料；

（3）将坯料置于氮气氛围中，逐级升温，通电高温反应，降温，即得炭化坯料；

（4）将炭化坯料与水按质量比1：10～1：20混合浸泡，过滤，干燥，即得生物质多孔炭。

步骤（1）所述酒糟为白酒酒糟，啤酒酒糟或醋糟中的任意一种。

步骤（1）所述淀粉为木薯淀粉，大豆淀粉，小麦淀粉或玉米淀粉中的任意一种。