[發明專利]一種高吸附多孔生物質基泡沫炭的制備方法

在審

• 申請號: 201810288927.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108483443A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 雷廣云;楊明忠;張建初
• 申請（專利權）人: 江蘇新億源環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/324
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 朱親林

本發明涉及泡沫炭制備技術領域，具體涉及一種高吸附多孔生物質基泡沫炭的制備方法。本發明以改性豬皮粉末和改性柚子皮顆粒為基材，改性亞麻纖維作為促進改性劑，并輔以碳酸氫銨和磷酸銨等制備得到高吸附多孔生物質基泡沫炭，首先利用碳酸氫鈉溶液對豬皮進行化學處理，再利用堿性溶液對柚子皮進行改性，增加有效的比表面積，提高生物質基泡沫炭的吸附性，利用堿溶液和硅烷偶聯劑KH?550對亞麻纖維進行表面改性，改性后促使其纖維素的結晶度提高，有利于亞麻纖維的力學性能得到提高，同時提高了基材與亞麻纖維的界面強度，促進了亞麻纖維與基材的相容性，有利于生物質基泡沫炭的強度得到提高，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及泡沫炭制備技術領域，具體涉及一種高吸附多孔生物質基泡沫炭的制備方法。

背景技術

泡沫炭是一種由孔泡和相互連接的孔泡壁組成的具有三維網狀結構的輕質多孔材料，具有低密度、高強度、高導熱導電、抗沖擊、吸波、降噪、耐化學腐蝕、低熱膨脹系數等優異性能，被廣泛應用航空航天，火箭輪船等領域，諸如航空航天器和衛星的熱轉移交換系統、火箭的抗沖擊和減噪發射平臺、化工廠的大型熱交換器和計算機器件的小型排熱器件，另外，還可應用于催化劑載體、氣體吸附劑、過濾裝置、生物材料等領域，因此泡沫炭的研究有著非常重要的意義。

20世紀90年代以前的泡沫炭基本上是以樹脂為前驅體。而到90年代出現了新一代泡沫炭，其研究方向主要集中于用瀝青和煤作為前驅體替代樹脂制備泡沫炭。其制造工藝往往要求高溫高壓，或加入發泡劑，或加入模板等人為的造泡制備泡沫炭。以石油基材料作為熱固性樹脂的預聚，泡沫炭難降解，泡沫炭孔隙率低，且炭化固化步驟繁瑣、制備成本高。酚醛樹脂制備的泡沫炭在高壓卸氣或高溫炭化過程中容易破裂，導致泡沫炭的整體結構難以控制，尤其是制備大顆粒泡沫炭，且制備過程中用到部分氟氯烴化合物發泡劑，對環境及設備具有較大危害，且泡沫炭難以降解，環境污染大。隨著能源危機的加劇，迫切需要尋找新的可再生能源來作為替代品。

生物質是有效的可再生能源，使用果殼、果核、木屑或其他生物質直接熱解的方法可制備炭材料，生物質基泡沫炭具有原輔助材料價廉易得、加工工序簡單、制作成本低、無毒、生物可降解性強，環境友好等特點。但生物質基泡沫炭同時又存在強度差，質脆易碎、孔徑不均勻，孔隙率低、吸附能力弱等缺陷，限制了其使用范圍。

因此，研制一種孔徑均勻、形狀各異、結構缺陷少且對環境無污染的泡沫炭制備技術，一直是本領域亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對目前生物質基泡沫炭存在強度低、孔隙率低以及吸附能力弱，滿足不了市場要求的缺陷，提供了一種高吸附多孔生物質基泡沫炭的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：

一種高吸附多孔生物質基泡沫炭的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）稱取16～20g豬皮倒入攪碎機中攪碎，攪碎后置于160～200mL碳酸氫鈉溶液中混合攪拌，去除油脂，得到堿化豬皮，并用去離子水洗滌豬皮，將洗滌后的豬皮和無水乙醇混合置于超聲波分散儀中超聲處理，超聲處理后置于烘箱中干燥，研磨出料，得到改性豬皮粉末；

（2）稱取20～24g柚子皮放入燒杯中，用去離子水沖洗柚子皮，再將沖洗后的柚子皮放入烘箱中烘干，取出研磨粉碎，得到柚子皮顆粒，再將柚子皮顆粒和氫氧化鈉溶液混合攪拌，取出抽濾，去除濾液，得到濾渣，干燥即為改性柚子皮顆粒；

（3）將亞麻纖維和氫氧化鈉溶液混合浸泡，得到浸泡亞麻纖維，再將硅烷偶聯劑KH-550和亞硫酸氫鈉混合置于裝有攪拌器、溫度計和冷凝管的四口燒瓶中攪拌，攪拌后再向四口燒瓶中加入浸泡亞麻纖維攪拌回流，得到氧化亞麻纖維，用去離子水洗滌氧化亞麻纖維，最后置于烘箱中干燥，冷卻出料，得到改性亞麻纖維；