[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于水處理的高吸附超輕三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710607964.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107552023B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃富強(qiáng);李致;徐吉健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/28
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/28;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/32
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

1.一種高吸附超輕三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料的制備方法，其特征在于，包括：

將生物質(zhì)碳源加入至電解質(zhì)鹽溶液中，攪拌得到均勻的混合溶液，所述生物質(zhì)碳源為可食用多糖大分子，所述可食用多糖大分子為瓊脂、吉利丁、魚(yú)膠粉、卡拉膠中的至少一種，所述電解質(zhì)鹽為氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂中的至少一種，所述可食用多糖大分子和電解質(zhì)鹽的質(zhì)量比為1：（1～8）；

將所得混合溶液經(jīng)冷凍干燥后，在400～1300℃下碳化60～480分鐘，得到帶有電解質(zhì)鹽晶體的碳基材料；

將所得帶有電解質(zhì)鹽晶體的碳基材料置于水中以溶解其中的電解質(zhì)鹽晶體，再經(jīng)干燥后，得到所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料；

所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料在宏觀上為疏水親油的塊體；

所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料在微觀上為三維連通的大孔結(jié)構(gòu)，其大孔結(jié)構(gòu)的孔徑為100μm～250μm；且在大孔結(jié)構(gòu)的骨架上有次級(jí)孔結(jié)構(gòu)，孔徑為50nm～1μm；

所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料的密度為4～10 mg/cm³。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述電解質(zhì)鹽溶液的濃度為1.0～10.0 mol/L。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述電解質(zhì)鹽溶液的濃度為1.5～3.0mol/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌的溫度為在50～100℃，時(shí)間為20～60分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌的溫度為80～90℃，時(shí)間為40～50分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述碳化中，通入氣流為：氬氣100～1000 sccm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述碳化中，通入氣流為：氬氣200～400 sccm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳化的溫度為600～800℃，時(shí)間為90～150分鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，將帶有電解質(zhì)鹽晶體的碳基材料置于20～100℃的水中浸泡1～72小時(shí)。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法制備的高吸附超輕三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料，其特征在于，所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料在宏觀上為疏水親油的塊體；

所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料在微觀上為三維連通的大孔結(jié)構(gòu)，其大孔結(jié)構(gòu)的孔徑為100μm～250μm；且在大孔結(jié)構(gòu)的骨架上有次級(jí)孔結(jié)構(gòu)，孔徑為50nm～1μm；

所述三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料的密度為4～10 mg/cm³。

11.一種如權(quán)利要求10所述的高吸附超輕三維分級(jí)孔結(jié)構(gòu)碳?xì)饽z材料在水處理中的應(yīng)用。