[發(fā)明專利]一種落葉松基微-介孔雙階多孔炭球的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410612480.7
• 申請(qǐng)日: 2014-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN104386692A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉守新;李偉;趙鑫;黃占華;張雙雙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué);劉守新
• 主分類號(hào): C01B31/12
• 分類號(hào): C01B31/12
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• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及生物質(zhì)炭材料領(lǐng)域，特別是涉及一種落葉松基微-介孔雙階多孔炭球的制備方法。?

背景技術(shù)：

隨著炭材料的應(yīng)用，對(duì)具有相互連接多種孔結(jié)構(gòu)的多階孔炭的研究越來越得到大家的廣泛關(guān)注。大孔(毛孔或者灌注孔)可以加快內(nèi)部的傳輸，而微孔與介孔的相互作用可以提高物質(zhì)的吸附性能。然而對(duì)于工業(yè)材料，有效的控制炭形貌及孔結(jié)構(gòu)和孔形貌是目前的研究重點(diǎn)。因?yàn)樘康男蚊埠涂捉Y(jié)構(gòu)可以影響炭材料的性能和應(yīng)用。相對(duì)于活性炭纖維，炭納米管等，炭球的研究并不廣泛，然而合理控制好球形形貌在應(yīng)用領(lǐng)域方面有很多優(yōu)勢(shì)，可以通過發(fā)揮他們的微觀形貌使其塞進(jìn)機(jī)床，有效的將藥性進(jìn)行擴(kuò)散和揮發(fā)，達(dá)到理想的可控效果。?

目前，有序結(jié)構(gòu)的炭球主要選用熱固聚合物、瀝青、聚酰亞胺為原料，很少有人以木材為原料研究炭球的制備。而木材可以通過液化法生物質(zhì)能源，為廢棄木材邊角料制備多階孔炭提供了潛在的應(yīng)用前景。?

木質(zhì)生物質(zhì)資源的高值轉(zhuǎn)化及高效利用研究近年來越來越受到重視。除傳統(tǒng)的木炭及活性炭外，其應(yīng)用于高附加值新型炭材料制備領(lǐng)域存在較多局限，目前報(bào)道較少。木材液化可使固態(tài)木材大分子降解，使木材轉(zhuǎn)化為醇類、可燃性油或其他帶有特定官能團(tuán)的化合物，不但可以進(jìn)一步控制木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能進(jìn)一步聚合形成容易成型加工的樹脂類生物質(zhì)基高聚物材料。因此，選用生物質(zhì)為原料，利用一種簡單的方法制備出具有球形結(jié)構(gòu)和兩種明顯孔隙結(jié)構(gòu)的炭材料，有著重要而深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。?

美國專利(US8088707)介紹了以炭為基體，選用金屬Ni、Co、Fe或者組?合物作為一種氧化支架，分散到炭材料的表面或者內(nèi)部，經(jīng)高溫?zé)崽幚?，利用反?yīng)堆原理制備固體炭球結(jié)構(gòu)。此方法采用金屬作為氧化支架，價(jià)格高，而且反應(yīng)條件不易控制。?

美國專利(US5900450A)介紹了在酸催化條件下，烷氧基硅烷作為原料，通過水解和聚合得到三維連續(xù)硅球體，再與多個(gè)樹脂形成材料進(jìn)行浸漬，固化形成三維連續(xù)接硅球形樹脂組合材料。此方法需要材料成本較高，金屬環(huán)境抗失活穩(wěn)定性低，操作復(fù)雜，反應(yīng)條件不易控制。?

歐洲專利(EP2103313A1)介紹了一種以有機(jī)溶劑和聚二醇為前驅(qū)體，通過直接沉淀法合成一種可生物降解的空心球體。此方法球形結(jié)構(gòu)不夠完整，且得率較低。?

韓國專利(WO2013105779)介紹了以碳納米管為前驅(qū)體，在三元鐵，三元鎳為催化劑，氧化鋁為載體的條件下浸漬，高溫煅燒后在納米管表面制備出明顯的炭球結(jié)構(gòu)。此方法需要材料成本較高，金屬引入量過大，得率較低。?

公開號(hào)為CN102225996B的中國專利介紹了一種以酚醛類物質(zhì)為原料制備炭球的方法。以酚類、醛、胺、水為溶劑，以苯并噁嗪聚合物為導(dǎo)向劑，在一定溫度下聚合成單分散球，在惰性氣體保護(hù)下炭化制備分散聚合物納米炭球。此方法簡便易行，制備的炭球結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，但原料毒性較大，不夠環(huán)保，有待于開發(fā)生物質(zhì)原料。?

公開號(hào)101289180A的中國專利介紹了一種硫化鋅顆粒的炭球的制備。具體的制備過程是，在十二烷基苯苯磺酸鈉溶液分散，添加乙酸鋅和硫代乙酰胺溶液，在高壓反應(yīng)釜中制備具有良好球形結(jié)構(gòu)的炭球。此方法原料不夠環(huán)保且成本較高，有待于選用成本低的環(huán)保型原料。?

綜上所述，目前制備有序結(jié)構(gòu)的炭球主要以熱固聚合物、瀝青、聚酰亞胺?為原料，很少有人以木材為原料，而對(duì)炭材料形貌和孔結(jié)構(gòu)豐富性的要求也越來越高，目前有序結(jié)構(gòu)炭球的制備方法操作復(fù)雜，成本較高，原料毒性大，對(duì)環(huán)境不友好，本發(fā)明選用木材為原料，經(jīng)過液化法使大分子轉(zhuǎn)化為小分子，有效控制孔結(jié)構(gòu)，經(jīng)過一種溫和的軟模板法為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在水熱反應(yīng)條件下制備球形結(jié)構(gòu)，經(jīng)堿液浸漬和高溫煅燒后制備出具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的微-介孔雙階多孔炭球。?

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種落葉松基微-介孔雙階多孔炭球的制備方法。?