[发明专利]一种生物质多孔碳材料及其制备工艺

说明书

本发明涉及碳材料加工技术领域，具体为一种生物质多孔碳材料及其制备工艺，包括以下步骤：S1、将植物枝干原材料洗净、干燥、破碎处理，通过1000‑2000目筛进行筛选，得到混合物A；S2、将S1步骤中的混合物A置入碳化炉进行第一次碳化处理，在惰性气体环境下，升温至800‑1200℃，第一次碳化处理时间为2‑6h，然后取出空冷至室温，得到混合物B；S3、将S2步骤中的混合物B和适量的氢氧化钾粉末进行均匀混合，得到混合物C。该生物质多孔碳材料及其制备工艺，通过对生物质材料进行两次碳化处理和分步式酸碱处理，最大限度的提高碳材料比表面积和孔隙结构，简化碳材料的制备工艺，有效的降低生物质多孔碳材料的制备成本。

技术领域

本发明涉及碳材料加工技术领域，具体为一种生物质多孔碳材料及其制备工艺。

背景技术

多孔碳材料的前驱体原料主要包括：合成高分子与石化产品、农业废弃物为代表的生物质材料。以合成高分子或石化产品为原料制备多孔碳原料，存在成本高、不可持续等问题；而含碳丰富的农业废弃物价廉量丰，取之不尽、用之不竭，以农业废弃物为原料制备多孔碳材料，不但可实现变废为宝，而且是一种绿色可持续的发展之道，具有重要的科学与应用价值，多孔碳材料不仅具有碳材料化学稳定高、导电性好等优点,由于多孔结构的引入，还具有比表而积高、孔道结构丰富、孔径可调等特点，在催化、吸附和电化学储能等方而都得到了广泛的应用。

现有技术中利用生物质材料进行碳化处理得到的多孔碳材料为主要制作工艺，但现有制备工艺中，加工的碳材料比表面积，且结构不稳定，碳材料容量低，因此发明人发明了一种生物质多孔碳材料及其制备工艺，解决上述技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物质多孔碳材料及其制备工艺，提高碳材料比表面积，提高碳材料综合使用性能，解决了现有加工工艺中碳材料容量低的问题。

(二)技术方案

为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物质多孔碳材料及其制备工艺，包括以植物枝干为主的原材料和氢氧化钾粉末，包括以下步骤：

S1、将植物枝干原材料洗净、干燥、破碎处理，通过1000-2000目筛进行筛选，得到混合物A；

S2、将S1步骤中的混合物A置入碳化炉进行第一次碳化处理，在惰性气体环境下，升温至800-1200℃，第一次碳化处理时间为2-6h，然后取出空冷至室温，得到混合物B；

S3、将S2步骤中的混合物B和适量的氢氧化钾粉末进行均匀混合，得到混合物C，

S4、将S3步骤中的混合物C进行置于去离子水内进行浸渍，去离子水水温温度为50-80℃，浸渍时间为2-6h，完成浸渍之后进行烘干处理，得到混合物D；

S5、将S4步骤中的混合物D置入碳化炉内进行二次碳化处理，在惰性气体环境下，升温至1200-1400℃，第二次碳化处理时间为4-8h，然后取出空冷至室温，得到混合物E；

S6、将S5步骤中的混合物E置于酸洗溶液中进行酸洗处理，中和混合物E的酸碱度，得到混合物F；

S7、将S6步骤中的混合物F置入纯水中进行浸泡，浸泡时间2-4h，直至滤液为中性为止，然后进行干燥处理，得到生物质多孔碳材料成品。

优选的，所述S2步骤中混合物A第一次碳化处理升温速率为6℃/min。

优选的，所述S5步骤中混合物D第二次碳化处理升温速率为8℃/min。

优选的，所述混合物B和氢氧化钾的质量分数比例为10：1。

优选的，所述S6步骤中的酸洗溶液采用浓度为2-8％的稀盐酸溶液。