[發(fā)明專利]以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710307664.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN107311139A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾燕艷;梁志輝;呂斯濠;范洪波;王玥婷;劉東娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C01B32/05
• 分類號(hào): C01B32/05;C02F1/28
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司35203
• 代理人: 吳成開,徐勛夫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳材料領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

介孔碳是一類新型的非硅基介孔材料，與純介孔硅材料相比，介孔碳材料表現(xiàn)出特殊的性質(zhì)，有高的比表面積，高孔隙率；孔徑尺寸在一定范圍內(nèi)可調(diào)；介孔形狀多樣，孔壁組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可調(diào)；通過優(yōu)化合成條件可以得到高熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性；合成簡(jiǎn)單、易操作、無生理毒性。它的誘人之處還在于其在燃料電池，分子篩，吸附，催化反應(yīng)，電化學(xué)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值。近年來，介孔材料科學(xué)已經(jīng)成為國(guó)際上跨化學(xué)、物理、材料、生物等學(xué)科交叉的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一，更成為材料科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。

目前的介孔碳材料其TOC的去除率較低，不能直接應(yīng)用于對(duì)污水進(jìn)行處理，使用較為不便。因此，必要對(duì)目前的介孔碳材料進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料及其應(yīng)用，其能有效解決現(xiàn)有之介孔碳材料不能直接應(yīng)用于對(duì)污水進(jìn)行處理的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案：

一種以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料，其制作包括有以下步驟：

（1）將葡萄糖溶解于H₂SO₄和H₂O的混合溶液中，攪拌均勻待用；

（2）采用減壓抽濾的方式填充碳源，將模板劑平鋪于布氏漏斗的濾紙上，并將步驟（1）配制的混合溶液滴加在模板劑上，濾液由抽濾瓶盛接并收集；

（3）收集后的濾液又重新滴加在模板劑上，再收集濾液，反復(fù)操作3次使碳源充分填充；

（4）抽濾完成后將所剩少量濾液與濾餅混合，并攪拌均勻；

（5）混合物在100℃下加熱6 h，以去除水分，再置于150℃條件下加熱6 h，進(jìn)行初步炭化；

（6）二次填充，將初步炭化后的混合物搗碎，平鋪在布氏漏斗的濾紙上，將葡萄糖、H₂SO₄和H₂O的混合溶液滴加在混合物上，按照步驟（3）進(jìn)行減壓填充，收集濾液和濾餅混合后，按照步驟（5）進(jìn)行水分去除和初步炭化；

（7）將混合物取出后，在高純氮保護(hù)下，于750℃高溫中煅燒1.5 h，升溫速度為10℃/min；

（8）樣品冷卻至室溫，用48%的HF浸泡24 h，以除硅；

（9）最后水洗樣品至不含酸性，干燥，得到介孔碳材料，記為MC-glucose。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中葡萄糖為1.25g，H₂SO₄為0.8mL，H₂O為5 mL，步驟（2）中模板劑為1.0g，其型號(hào)為SBA-15，步驟（6）中葡萄糖為0.8g，H₂SO₄為0.5 mL ，H₂O為5 mL。

一種以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料的應(yīng)用，將以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料投放到污水中，對(duì)污水進(jìn)行TOC的去除。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知：

通過以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料，尾水初始pH值為5～7時(shí)，MC-glucose對(duì)TOC的吸附能力最佳，其TOC的去除率達(dá)到99%。《廣東省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB4426-2001）中對(duì)尾水pH排放限值要求為6～9，本實(shí)驗(yàn)研究的材料最佳吸附pH值為7，也就是說，在進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)前不需要重新調(diào)節(jié)pH值，可直接用于對(duì)污水進(jìn)行處理，使用方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中MC-glucose材料的SEM圖；

圖2是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中等溫吸附曲線圖；

圖3是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中孔容-孔徑分布曲線（微分）圖；

圖4是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中MC-glucose材料的XRF圖；

圖5是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中MC-glucose材料的FT-IR圖；

圖6是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中MC-glucose投加量對(duì)TOC吸附效果的影響示意圖；

圖7是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中吸附時(shí)間對(duì)TOC吸附效果的影響示意圖；

圖8初始pH值對(duì)TOC吸附效果的影響示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明揭示了一種以葡萄糖為碳源制備的介孔碳材料，其制作包括有以下步驟：