[发明专利]一种基于棉花的多孔碳的制备方法及其应用

说明书

一种基于棉花的多孔碳的制备方法及其应用，本发明涉及多孔碳的制备。本发明要解决现有方法制备的基于棉花的多孔碳存在比表面积低、对污染物的吸附能力低问题。方法：一、将棉花浸泡及烘干；二、将棉花烧制；三、研磨；四、与活化剂混合；五、活化；六、洗涤；应用：基于棉花的多孔碳用于对水中污染物的吸附。本发明用于棉花的多孔碳的制备方法。

技术领域

本发明涉及多孔碳的制备。

背景技术

近年来，抗生素已经被应用于人类医药、农业和畜牧业等方面，而抗生素所带来的威胁也得到了大家的关注。有研究表明，这些被应用的抗生素中仍有70％通过尿液和粪便的形式进入水体或者环境中，且在地表水、地下水、土壤、底泥和污水处理厂中经常会检测到抗生素，这也证明了抗生素在环境中的持久性和难降解性。抗生素的使用会导致病原微生物产生耐药性，使得抗生素能杀死细菌的有效剂量不断增加。并且，耐药基因可以在环境中扩展和演化，对生态环境及人类健康造成潜在威胁。已有大量的研究进行了对水中抗生素的去除，技术有吸附、膜过滤、离子交换、高级氧化以及混凝等，其中吸附技术被认为是一种不会产生二次污染的绿色技术。多孔碳材料具有丰富的孔道结构，较大的比表面积和良好的热稳定性和化学稳定性等优点被广泛应用于吸附分离、催化剂载体、电容器电容等方面。然而，由于化石能源的短缺，碳材料的发展和应用在近年来受到限制。生物资源作为可再生资源，可作为化石资源的替代品来缓解化石资源枯竭带来的困境。

而现有方法制备的基于棉花的多孔碳存在比表面积低(0.37cm²/g～115cm²/g)、对污染物的吸附能力低(未经改性的多孔碳对磺胺甲恶唑几乎无吸附能力)。

发明内容

本发明要解决现有现有方法制备的基于棉花的多孔碳存在比表面积低、对污染物的吸附能力低问题，而提供一种基于棉花的多孔碳的制备方法及其应用。

一种基于棉花的多孔碳的制备方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

一、在通风处，将废弃的棉花浸泡于丙酮中，得到浸泡过的棉花；

二、将浸泡过的棉花用去离子水冲洗，然后在烘箱中干燥，得到烘干的棉花；

三、将烘干的棉花置于氧化铝坩埚中，然后在管式炉内进行烧制，在烧制过程中，管式炉内持续通入惰性气体氮气，氮气流量为50mL/min～150mL/min，然后在升温速度为2℃/min～5℃/min的条件下，将烧制温度升温至500℃～800℃，并在烧制温度为500℃～800℃的条件下，烧制0.5h～5h，得到烧制后的样品；

四、待烧制后的样品自然冷却至室温，最后研磨成粉末，得到多孔碳粉末；

五、将活化剂与多孔碳粉末混合，并在研钵中研磨至充分混合，得到混合样品；

所述的活化剂与多孔碳粉末的质量比为(1～5):1；

六、将混合样品置于加盖的氧化铝坩埚中，然后在管式炉内加热活化，在活化过程中，管式炉内持续通入惰性气体氮气，氮气流量为50mL/min～150mL/min，然后在升温速度为2℃/min～5℃/min的条件下，将活化温度升温至700℃～1000℃，并在活化温度为700℃～1000℃的条件下，活化1h～5h，得到活化后的多孔碳；

七、待活化后的多孔碳自然冷却至室温，再以去离子水为洗涤液，洗涤至洗涤液为中性，得到中性的多孔碳粉；

八、将中性的多孔碳粉置于烘箱中进行烘干，得到基于棉花的多孔碳。

基于棉花的多孔碳的应用，基于棉花的多孔碳用于对水中污染物的吸附。

本发明的有益效果是：1、可将生活、生产中废弃的棉花回收利用制备成多孔碳吸附材料，节约资源。