[发明专利]一种多级孔碳材料的绿色制备方法在审

专利信息
申请号: 201910846459.6 申请日: 2019-09-09
公开(公告)号: CN110451479A 公开(公告)日: 2019-11-15
发明(设计)人: 陈慧;朱青;毕亚东 申请(专利权)人: 天津理工大学
主分类号: C01B32/05 分类号: C01B32/05
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 300384天*** 国省代码: 天津;12
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 发明涉及一种多级孔碳材料的绿色制备方法,属于多级孔碳材料制备领域,步骤如下:步骤一,将天然淀粉与去离子水混合,搅拌均匀,在恒温水浴中糊化20~60分钟;步骤二,将样品密封保存,静置于2~10℃环境中回生1~3天以产生多孔凝胶;步骤三,用溶剂乙醇或丙酮对步骤二中的样品进行多次溶剂交换;步骤四,用酸化剂对样品进行酸化1~3天;步骤五,将样品干燥,得到介孔碳前体;步骤六,将所得的介孔碳前体放置在管式炉中,通过程序升温的方式煅烧至300~1000℃,然后恒温1~5小时,得到产品。本发明具有制备过程较为温和且简便,制备原料及过程绿色,孔隙发达,比表面积大等优点。
搜索关键词: 多级孔 介孔碳 碳材料 前体 制备 程序升温 多孔凝胶 恒温水浴 绿色制备 去离子水 溶剂交换 天然淀粉 样品干燥 样品密封 制备过程 管式炉 酸化剂 用溶剂 乙醇 丙酮 糊化 酸化 煅烧 保存
【主权项】:
1.本发明涉及一种多级孔碳材料的绿色制备方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤一,将天然淀粉与去离子水混合,搅拌均匀,在恒温水浴中糊化20~60分钟;/n步骤二,将样品密封保存,静置于2~10℃环境中回生1~3天以产生多孔凝胶;/n步骤三,用溶剂乙醇或丙酮对步骤二中的样品进行多次溶剂交换;/n步骤四,用酸化剂对样品进行酸化1~3天;/n步骤五,将样品干燥,得到介孔碳前体;/n步骤六,将所得的介孔碳前体放置在管式炉中,通过程序升温的方式煅烧至300~1000℃,然后恒温1~5小时,得到产品。/n
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于天津理工大学,未经天津理工大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201910846459.6/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 一种水热法制备聚乙烯醇基碳微球的方法-201710884561.6
  • 张军华;刘小刚 - 四川大学
  • 2017-09-26 - 2020-02-14 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种水热法制备聚乙烯醇基碳微球的方法,其特点是将聚合度为300‑3500,醇解度为88‑99%,的聚乙烯醇1‑20份,用去离子水浸泡过夜,加热到90℃,持续搅拌6h,充分溶解在水中形成均匀溶液;浓度为1‑20%;在上述聚乙烯醇溶液中,加入1‑3份三价铁粒子,无机酸调节体系pH值为酸性,将混合溶液加入水热反应釜中,密封,于温度160‑190℃,反应4‑24h,自然冷却反应釜,取出反应物,过滤,洗涤,干燥得到聚乙烯醇基碳微球。
  • 一种秸秆生物碳有机肥制备用碳化装置-201911065144.4
  • 马怀志;郭凯;宋传东;付长征;杨振 - 山东捷利尔肥业有限公司
  • 2019-11-04 - 2020-02-11 - C01B32/05
  • 本发明涉及秸秆碳化技术领域,具体是一种秸秆生物碳有机肥制备用碳化装置,包括碳化炉和微波发生器,碳化炉上设有进料斗和第一出料管,微波发生器通过微波导管与碳化炉连接;所述碳化炉的上侧设有粉碎箱,粉碎箱的顶壁上设有加料斗,粉碎箱的底部倾斜设计,且粉碎箱的底部设有排料管,粉碎箱内设有用于粉碎秸秆的粉碎机构。该秸秆生物碳有机肥制备用碳化装置通过第一电机带动第一齿轮转动,进而带动第二齿轮和第三齿轮转动,从而带动第一转杆和第二转杆转动,利用第二粉碎齿与第一粉碎齿的配合,可以对落入粉碎箱内的秸秆进行粉碎;粉碎后的秸秆碎末进入碳化炉内后,进行微波碳化,有效提高了碳化效率。
  • 具有直孔道结构的硫掺杂有序介孔碳纳米球、制法及应用-201911258682.5
  • 张昉;张飞;刘肖燕;李和兴 - 上海师范大学
  • 2019-12-10 - 2020-02-11 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种具有直孔道结构的硫掺杂有序介孔碳纳米球、制法及应用。所述硫掺杂有序介孔碳纳米球的粒径为100nm~300nm,且所述硫掺杂有序介孔碳纳米球具有体心立方相介孔结构,所述体心立方相介孔结构包括分布于所述硫掺杂有序介孔碳纳米球表面且贯穿所述硫掺杂有序介孔碳纳米球的复数个直孔道,所述直孔道的孔径为2nm~5nm。本发明的制备方法具有工艺简单可控,成本低廉,易重复,绿色环保等优点;同时本发明合成的具有直孔道结构的硫掺杂有序介孔碳纳米球,具有独特孔道形貌及较大比表面积的特点,经测试该材料在锂金属电池中具有较好的性能,在未来锂离子电池中具有广阔的应用前景。
  • 一种利用废弃絮体制备碳材料的方法-201810016007.0
  • 史玉琳;伍亮;郭旭虹;魏婷婷;牛牧川;陈龙;贾鑫 - 石河子大学
  • 2018-01-08 - 2020-02-11 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种利用废弃絮体制备碳材料的方法及碳材料,制备方法包括以下步骤:步骤b:将印染废水絮凝沉淀得到的絮体干燥,得到干燥的絮凝淤泥,然后进行真空处理;步骤c:真空处理后,对絮体在管式炉中进行热解;步骤d:将絮体热解制得的黑色固体球磨成粉状;加入到装有去离子水的搅拌釜中搅拌后,采用板框抽滤机进行抽滤,反复水洗至滤液pH值为6‑8;最后,在50℃‑70℃的温度下,真空干燥8‑15h,得到碳材料。本发明的有益效果:能够将含有染料的工业废水处理后的絮体淤泥作为热解前体,热解制备得到氮掺杂碳材料,将废弃絮凝淤泥转变为高附加值的碳材料,变废为宝,从而达到保护环境和经济创收两者的兼顾。
  • 一种杂原子掺杂的碳气凝胶及其制备方法-201710790692.8
  • 王双印;霍甲;冯适 - 湖南大学;湖南大学深圳研究院
  • 2017-09-05 - 2020-02-11 - C01B32/05
  • 本发明提供了一种杂原子掺杂的碳气凝胶及其制备方法。该方法包括以下步骤:将含有结晶水的锌盐和含杂原子的有机配体于研钵中直接研磨均匀,然后将混合物料进行碳化处理,得到掺杂杂原子的碳气凝胶。本发明的方法实现了一步法合成超薄壁的杂原子掺杂的碳气凝胶,工艺简单可控、制备周期短、成本低、杂原子掺杂效率高。本发明的杂原子掺杂的碳气凝胶具有三维多孔结构以及超薄壁结构,比表面积为1028.7‑1921.4m
  • 一种高导电率低热膨胀系数的复合炭材料制备方法-201711066410.6
  • 曹青;秦斌;靳利娥;李月仙 - 太原理工大学
  • 2017-11-02 - 2020-02-11 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种高导电率低热膨胀系数的新型复合炭材料制备方法。即在精制煤沥青中引入中间相炭微球,加入一定量催化剂,在一定条件下经二者反应、碳化及石墨化,得到一种具有高导电率和低热膨胀性的复合炭材料。这种复合炭材料同具有低电阻率、低热膨胀系数的日本三菱针状焦相比,其电阻率和热膨胀系数分别减小了24.4%和33.1%,而真密度提高了5.6%。
  • 一种芳香骨架多孔碳材料、制备方法和应用-201711403470.2
  • 姚川;张时星;郭志勇;孙红;马俊良;郭意明 - 许昌学院
  • 2017-12-22 - 2020-02-07 - C01B32/05
  • 本发明大规模储能电池技术领域,具体涉及一种芳香骨架多孔碳材料、制备方法和应用,所述材料的制备方法包括以氯化铝为催化剂,联苯为单体,在氯仿溶液中进行聚合反应,生成芳香骨架有机前驱体;将芳香骨架有机前驱体粉末在惰性气体保护下,350~600℃恒温1~4h,得到芳香骨架多孔碳材料。制备方法工艺简单、成本低廉,易于实现大规模化生产,材料具有丰富的孔结构、比表面积大、表面活性位点数量多,且对于全钒液流电池正极氧化还原电对VO
  • 一种麻杆炭粉制作方法-201810856193.9
  • 张森 - 张森
  • 2018-07-24 - 2020-02-04 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种麻杆炭粉制作方法,属于军工炭、黑火药炭生产技术领域,具体工艺步骤包括原料筛选→切碎→一次烘干→炭化→淬火→二次烘干→冷却→粉碎→包装,其中炭化步骤采用阶段性炭化的方式分三段进行,第一阶段温度为190℃‑250℃,第二阶段温度为300℃‑500℃,第三阶段温度为450℃‑500℃,炭化总时间为20min‑40min,三阶段炭化时间比为1∶2∶1;本发明的方法根据不同麻类设定每一段的炭化温度、炭化时间以减少灰分的产生,并通过独创的淬火步骤来提高炭化孔隙密集度,增大孔隙尺寸,除去灰分和挥发分,以及设定淬火后烘干温度、烘干时间来控制比表面积,针对不同麻类,能够在最适合的条件下达到高产高质的目的。
  • 一种以细菌为模板生长MOF制备多级多孔碳材料的方法及其在储能器件中的应用-201911039216.8
  • 邓昭;赵晓辉;胡加鹏;袁协涛;王崇龙 - 苏州大学
  • 2019-10-29 - 2020-02-04 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种以细菌为模板,在细菌表面生长MOF材料并转化为多级多孔碳材料的方法,包括以下步骤:(1)将细菌菌粉分散于前驱体溶液中,依次加入有机配体,可溶性金属盐,混合均匀后密封静置12~24h;(2)将静置后的溶液离心、清洗,得到的沉淀物经干燥、碳化、研磨后,即为所述多级多孔碳材料。本发明还公开了由所述方法制备的多级多孔碳材料及由其制备的锂硫电池和锌空气电池。本发明的多级多孔碳材料的制备方法,以细菌作为生物模板和部分碳源,利用细菌结构结合多孔道的MOF材料构建出多级多孔碳材料,方法极其简单有效。
  • 一种以卤化聚烯烃类聚合物为前驱体制备多孔碳材料的方法及其制品-201710021878.7
  • 李倩;李化毅 - 中国科学院化学研究所
  • 2017-01-12 - 2020-01-31 - C01B32/05
  • 本发明公开了一种以卤化聚烯烃类聚合物为前驱体制备多孔碳材料的制备方法及其制品,所述方法是采用卤化聚烯烃类聚合物为原料,在空气和/或惰性气氛下,对其进行脱除卤素和碳化处理;由于本发明的原料具有阻燃性,且采用的碳化温度低,使得所述卤化聚烯烃类聚合物在空气中也不会发生氧化;大大降低了惰性气体的使用成本,简化了成碳条件。所述方法制备工艺简单,操作方便,反应温度低,对设备要求低,在空气气氛下就可以实现,节省能源,具有工业化生产的应用前景。采用该方法制备得到的多孔碳材料不需要经过活化处理,且碳化温度低;所述碳材料的比表面积为200~2000m
  • 一种制备锂电池硅碳负极材料的方法、负极材料和锂电池-201911025032.6
  • 袁树兵;冯苏宁;刘芳;李辉;卢勇;顾华清;周勇岐;李婷;毕文君 - 溧阳紫宸新材料科技有限公司
  • 2019-10-25 - 2020-01-24 - C01B32/05
  • 本发明实施例涉及一种制备锂电池硅碳负极材料的方法、负极材料和锂电池,所述方法包括:将纳米硅和中值粒径为3~15um的石墨按照质量比混合,球磨1~3小时;将沥青和四氢呋喃按照3:50~3:40的质量比进行混合形成沥青混合液,并将沥青混合液加入到球磨罐中球磨,形成第一混合物;沥青混合液、硅、石墨的质量比为20:5:10~40:10:30;加入硅的质量的1%~5%的羧甲基纤维素CMC,并混合球磨3~5小时得到第二混合物;置于烘箱中干燥8~12小时,使得第二混合物中的有机溶剂全部挥发,再进行破碎过筛;将过筛后的物质置于箱式炭化炉中,通入氮气,流速为50~80L/h,2.5~5小时后升温,升温4~6小时在900~1000℃保温2~4小时,自然冷却后得到锂离子电池硅碳负极材料。
  • 纳米碳微粒子的制造方法-201810218716.7
  • 伍鹏;蔡艳婷 - 伍鹏;蔡艳婷
  • 2018-03-16 - 2020-01-24 - C01B32/05
  • 本发明提供一种纳米碳微粒子的制造方法,其特征在于,包括:步骤一:对锦葵科植物进行蒸解、产生含有木质素的溶液;步骤二:从含有木质素的溶液中提取木质素凝聚物、然后将该木质素凝聚物中的盐分除去,形成木质素含有物;步骤三:将木质素含有物进行碳化,形成碳化物;步骤四:将碳化物的进行粉碎;步骤五:对粉碎后的碳化物进行高频热处理,从而获得碳微粒子;还包括步骤六,所述步骤六对碳微粒子再次粉碎加工,从而使碳微粒子得到纳米微细化粉碎处理。本发明获得的高纯度的碳微粒子,在导电性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性等多方面具备优异的性能;可作为电磁密封材料、耐磨材料、发热体、耐热材料、耐腐蚀材料,用途极为广泛。
  • 一种复合碳微球的制备方法及复合碳微球及其制备得到的锂离子电容器-201710801689.1
  • 郭华军;杨哲伟;王志兴;李新海;王接喜;彭文杰;胡启阳;胡蓉 - 中南大学
  • 2017-09-07 - 2020-01-21 - C01B32/05
  • 一种复合碳微球的制备方法,包括以下步骤:(1)以小分子糖类、纤维素微晶或热塑性酚醛树脂作为前驱体,通过水热反应制备得到水热碳微球;(2)将步骤(1)中得到的水热碳微球经表面活性剂改性得到改性碳微球;(3)在引发剂的作用下,导电聚合物单体在步骤(2)中得到的改性碳微球表面进行原位聚合得到碳微球前驱体;(4)将步骤(3)中得到的碳微球前驱体在催化剂作用下催化热解,再酸洗、烘干后得到复合碳微球。本发明制备的碳微球的粒径小,具有较高的振实密度,催化热解后,会在复合碳微球的表面形成氮掺杂的无定型碳,有利于提高碳材料的容量和电导率,电化学性能优异。
  • 基于生物质的钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法和应用-201880036321.3
  • 侴术雷;张睿琦;李春生;李用成;曹余良;戴树森;李东祥;李亚书 - 辽宁星空钠电电池有限公司
  • 2018-11-23 - 2020-01-21 - C01B32/05
  • 本发明提供一种基于生物质的钠离子电池硬碳负极材料及其制备方法与应用,包括如下步骤:将生物质材料水洗干燥,在缺氧气氛下以100‑800℃度隔绝空气加热1‑24小时后,得到碳前体;将得到的碳前体粉碎并浸渍于高锰酸盐溶液中,氧化碳材料,产生更多的储钠位点;将处理后的碳前体烘干、过筛之后进行二次烧结,在惰性气氛下以800‑2500℃保温0.5‑48小时,之后将产物用酸液进行洗涤,再用清水冲洗至PH=7,并且干燥,得到最终的产物。本发明操作工艺简单易行,价格低廉,能量密度较高,倍率性能良好,根据该方法得到的钠离子电池硬碳负极材料是一种优异的钠离子电池负极材料。
  • 一种高比表面积的杂原子掺杂多孔碳材料及其制备方法-201910994014.2
  • 傅韬;罗江水;易滢婷;赵金花 - 龙岩学院
  • 2019-10-18 - 2020-01-17 - C01B32/05
  • 本发明提供了一种高比表面积的杂原子掺杂多孔碳材料及其制备方法,制备步骤为:(1)将铜纳米颗粒模板与表面活性剂、反应引发剂混合于水中得到前驱混合液,然后加入聚合物单体开始聚合反应,离心分离出包覆了铜纳米颗粒模板的聚合物;(2)将产物进行热裂解;(3)用酸性溶液处理碳化后的产物,将铜纳米颗粒模板溶去,离心分离,沉淀即为产物,同时保留上清液用以制备新的铜纳米颗粒模板。本发明所提供的材料杂原子掺杂量、形貌、粒径、孔体积易于调控,便于在新能源材料、电化学材料、生物材料等不同领域得到应用。此外,本发明的技术路线实现了金属纳米模板的循环利用,可显著降低大规模生产时的成本,具有实际应用意义。
  • 一种沥青制备中间相炭微球的分离工艺-201710781292.0
  • 于强;尚和礼;麻明凯;范辉;韩瑞凤;段星;王宏成 - 赛鼎工程有限公司
  • 2017-09-01 - 2020-01-17 - C01B32/05
  • 一种沥青制备中间相炭微球的分离工艺是将聚合沥青与一次溶剂混合形成沥青母液,将沥青母液进入叶片过滤机中,依次从上到下进行多次过滤,滤液循环过滤,采用一次溶剂和二次溶剂分别对中间相炭微球滤饼进行循环洗涤,洗涤结束后,旋转叶片,将叶片上的中间相碳微球滤饼甩出,并通过固液出口排放至湿物料罐中,最后通过干燥和分离得到中间相炭微球产品。本发明具有设备投资低、操作简单、运行成本低、中间相炭微球产率高和品质优良的优点。
  • 一种生物炭的高效制备装置-201920804187.9
  • 宋玮华;徐浩然;孙若凯 - 吉林建筑科技学院
  • 2019-05-31 - 2020-01-17 - C01B32/05
  • 本实用新型实施例公开了一种生物炭的高效制备装置,包括顺次连接的原料发酵室、干燥处理室和炭化操作室,原料发酵室的上端设有生物质过滤机构,生物质原料经过生物质过滤机构落入原料发酵室的底部,生物质过滤机构包括设置在原料发酵室内壁上的支撑挡圈,以及设置在支撑挡圈上的过滤孔板,过滤孔板的边缘设有若干均匀分布的限位球柄,原料发酵室的内壁上设有限制限位球柄上下移动的贯穿孔隙,原料发酵室的端口还设有用于辅助加快过滤工作的驱动机构;本方案对原料进行过滤处理,将无机杂质过滤出来,实现有机生物质和无机杂质的分离,避免无机杂质影响正常的炭化处理。
  • 一种蜂窝状多孔碳材料的制备方法-201911008999.3
  • 欧阳田;李生杰;陈核章 - 湖南科技大学
  • 2019-10-23 - 2020-01-10 - C01B32/05
  • 本发明的一种蜂窝状多孔碳材料的制备方法。通过将生物质作为原料,利用高温膨化过程中原料因本身水分迅速蒸发而瞬间膨化转化成扩展的三维网状多孔物质,再对其进行高温碳化得到多孔碳材料。本发明利用高温膨化过程使生物质膨胀,实现开孔的目的,避免了多孔碳材料在制备过程中的后续活化步骤。本发明具有经济环保;得到的蜂窝状多孔碳材料具有较大的比表面积、丰富的孔隙结构且孔径分布适中;制备得到的蜂窝状多孔碳材料作为双电层电容器的电极材料具有良好的应用前景的优点。
  • 一种生物质多孔碳材料的制备方法-201911035192.9
  • 杨宏训;赵象晨;王长华;徐明航;王雪飞;马娇娇;孙孟飞 - 江苏科技大学
  • 2019-10-29 - 2020-01-10 - C01B32/05
  • 一种生物质多孔碳材料的制备方法,将洋葱洗净、剪成小块、冷冻干燥,得产物A;将产物A置于惰性气体管式炉内,以0.5~2℃/min的升温速率在400~650℃温度下保持4~6h,自然冷却得产物B;将产物B与金属氯化物按质量比1:3‑5混合,放入玛瑙研钵中研磨2~4h,得产物C;将产物C平铺于氧化铝瓷舟中,置于惰性气氛的管式炉内,以0.5~3℃/min的升温速率在900~1200℃下保持4~6h,自然冷却得产物D;将产物D浸泡于酸溶液中并搅拌24~30h,离心分离,洗涤至滤液为中性;在80~100℃下真空干燥,得生物质多孔碳材料。本发明制备的材料比表面积大,工艺简单,原料来源广泛,便于大规模生产。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top