[发明专利]一种豆渣基多孔碳材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种豆渣基多孔碳材料的制备方法，包括以下步骤：(1)对豆渣进行预处理得到豆渣粉；(2)对上述步骤(1)的豆渣粉煅烧热解，进行预碳化处理，即得预碳化处理后的豆渣；(3)向上述步骤(2)中预碳化处理后的豆渣中添加活化剂进行活化，得到豆渣基多孔碳材料。本发明对预处理后的豆渣先进行预碳化处理，在煅烧热解的过程中，水分和有机物的挥发会形成一定的孔隙结构，加入活化剂后再次高温碳化，使豆渣基多孔碳材料具有丰富发达的孔隙结构和合适的孔径及孔体积，从而产生更多的活性位点，提高吸附效果。本发明还提供了一种豆渣基多孔碳材料，比表面积高、孔径及孔体积大、吸附能力强、吸附容量大。本发明还提供了上述豆渣基多孔碳材料的应用，将其用于染料废水的处理。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种豆渣基多孔碳材料、制备方法及其应用。

背景技术

目前，随着我国科学技术的迅猛发展，染料与印染企业规模日益壮大。染料被广泛的应用于纺织、皮革、造纸、制药、食品、塑料及化妆品等行业，与此同时在生产和使用过程中也产生了大量的染料废水。印染行业生产废水量占工业废水总量的30-40％。据报道，每生产1t印染纺织品，将会消耗200t水，其中有90％的水会成为印染废水。此外，染料废水具有生物毒性大、色度高、生物降解难、抗光解和抗氧化性强、成分复杂等特点，若直接排放将会对人类健康造成威胁，严重破坏水体、土壤及生态环境，并加剧我国淡水资源的紧缺问题。因此，治理印染废水现已成为突出的环境保护问题。

目前，我国用于染料废水的处理技术主要有化学氧化，光化学降解，超声波降解，反渗透，浮选、膜分离和吸附。其中吸附法具有易操作、成本低、耗能少、吸附能力强、环境友好等优点被广泛应用于废水处理中。

碳材料由于其巧妙的结构，独特的性能和潜在的应用而引起了研究者们的极大兴趣。到目前为止，已经探索了多种碳材料作为有效吸附剂去除有机染料，包括活性炭，中孔碳，碳纳米管，石墨烯等。所有这些碳材料都显示出高效去除染料污染物；在这些吸附材料中，最广泛研究的吸附剂之一是活性炭。然而，由于其高成本，其使用受到限制，因此研究人员寻找用于替代活性炭的低成本吸附材料。现有技术中的染料废水用的吸附材料及其制备方法存在着制备工艺繁琐、能耗高，吸附效率低，不可循环利用，易造成二次污染等弊端。

豆渣是加工大豆制品的副产物，我国目前是世界上豆渣出产量最大的国家之一，每年能产约2000万t湿豆渣，由于豆渣的口感粗糙，水分含量高、贮藏困难、能量含量低等特性使豆渣的进一步利用受到了限制。目前除用于动物饲料、植物肥料或者直接废弃外，还没有得到有效的利用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种豆渣基多孔碳材料的制备方法，通过该方法得到的豆渣基多孔碳材料比表面积大、吸附能力强，吸附容量大，绿色环保，对染料废水处理效果好，脱色率高，具有广泛的工业化生产前景和市场价值。

本发明的目的之二在于提供一种豆渣基多孔碳材料。

本发明的目的之三在于提供一种豆渣基多孔碳材料的应用。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种豆渣基多孔碳材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)对豆渣进行预处理得到豆渣粉；

(2)对上述步骤(1)的豆渣粉煅烧热解，进行预碳化处理，即得预碳化处理后的豆渣；

(3)向上述步骤(2)中预碳化处理后的豆渣中添加活化剂进行活化，得到豆渣基多孔碳材料。