[发明专利]一种用农林废弃物制备生物质磁性碳微球的方法

摘要

一种用农林废弃物制备生物质磁性碳微球的方法，涉及一种制备磁性碳微球的方法。本发明是为了解决目前活性炭制备对设备有腐蚀、造成污染、制备复杂，生产成本高、回收困难的技术问题。本发明：一、制备农林废弃物粉末；二、制备水凝胶球；三、碳化。本发明的优点是：本发明使用农林废弃物作为原料，其本身是可再生资源而且原料廉价易得，这是变废为宝；选择离子液体作为溶剂，绿色环保可以重复使用；从生物质提取到产品成形过程一步完成，无需生物质析出再溶解过程，简易方便；产品呈球形，易于使用；产品中添加有磁性粒子可以重复使用。

主权项

1.一种用农林废弃物制备生物质磁性碳微球的方法，其特征在于用农林废弃物制备生物质磁性碳微球的方法是按以下步骤进行的：一、制备农林废弃物粉末：将农林废弃物清洗干净并切成块体，在温度为70℃～105℃的条件下干燥6h～24h，然后用粉碎机将干燥的块体农林废弃物粉碎成30目～300目的农林废弃物粉末；步骤一中所述的农林废弃物为富含纤维素的产品废料；二、①、将农林废弃物粉末加入到离子液体中，在温度为60℃～100℃的条件下搅拌4h～24h，过滤收集全部滤液，向全部滤液中加入表面活性剂、Fe₃O₄磁性粒子和稀释剂，然后在温度为40℃～60℃的条件下搅拌4h～24h，得到混合液；②、将混合液倒入带有针头的注射器中，用注射器向溶剂a中注射混合液，在溶剂a中形成多个球状颗粒，在溶剂a中收集球状颗粒；③、将球状颗粒浸泡在溶剂b中1h～2h，在溶剂b中收集球状颗粒；④、将步骤二③重复操作3次～5次，得到水凝胶球；所述的农林废弃物粉末和离子液体的质量比为(1～15):100；所述的离子液体和表面活性剂的质量比为50:(1～5)；所述的离子液体和Fe₃O₄磁性粒子的质量比为50:(1～10)；所述的离子液体和稀释剂的质量比为5:(3～10)；所述的针头的尺寸是0.45mm×15mm；步骤二中所述的溶剂a为甲醇、乙醇、丙酮和三氯甲烷中的一种或几种的混合物，溶剂b与溶剂a相同；步骤二中所述的离子液体中阳离子为1‑乙基‑3‑甲基咪唑、1‑丁基‑3‑甲基咪唑或1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑，阴离子为F^1‑、Cl^1‑、Br^1‑、BF₄^1‑、PF₆^1‑或OAc^1‑；步骤二中所述的表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、嵌段聚合物P123或嵌段聚合物F127；步骤二中所述的稀释剂为二甲基亚砜，N,N‑二甲基甲酰胺或N,N‑二甲基乙酰胺；三、将步骤二制备的水凝胶球在温度为15℃～50℃的条件下干燥4h～12h，然后在惰性气体保护下以3℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至500℃～1000℃，在惰性气体保护和温度为500℃～1000℃的条件下碳化1h～3h，在惰性气体保护下随炉冷却，得到生物质磁性碳微球。