[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)多孔碳材料及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110913112.6
• 申請(qǐng)日: 2021-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN113648966A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宣益民;孟婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/20
• 分類號(hào): B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02;H01G11/24;H01G11/32;H01M4/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常孟

1.一種生物質(zhì)多孔碳材料，其特征在于：該碳材料以多肉植物為原料，通過堿活化法制得的同時(shí)具有微孔和介孔分布的碳材料；所述碳材料的比表面積為2000~3200 m²/g。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料，其特征在于：所述多肉植物包括仙人掌科、景天科、番杏科、大戟科、蘿藦科、獨(dú)尾草科和龍舌蘭科中的任一種。

3.權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）取多肉植物葉片，洗凈、干燥，然后粉碎成粉末；

（2）保護(hù)氣氛下，將葉片粉末在管式爐中升溫至碳化溫度，進(jìn)行第一次碳化，獲得固體碳化產(chǎn)物；

（3）將步驟（2）得到的固體碳化產(chǎn)物與KOH混合在去離子水中，在室溫下靜置，在保護(hù)氣氛下，升溫至碳化溫度進(jìn)行第二次碳化，得到活化混合物；

（4）將活化混合物置于鹽酸中，攪拌、洗滌、干燥，獲得生物質(zhì)多孔碳材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，所述干燥過程為冷凍機(jī)干燥，干燥時(shí)間為28~32 h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，升溫速率為1~5℃/min；第一次碳化溫度為300~500℃，第一次碳化時(shí)間為1~3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，固體碳化產(chǎn)物與KOH的質(zhì)量比為1：2~4；去離子水的加入量為10~15mL；第二次碳化溫度為500~700℃；第二次碳化時(shí)間為1~2h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）和步驟（3）中，保護(hù)氣氛采用N₂、Ar、He中的任一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%；洗滌過程是利用多次水洗、醇洗將產(chǎn)物洗至洗滌液呈中性。

9.一種權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料在氣體吸附處理中作為吸附材料的應(yīng)用。

10.一種權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)多孔碳材料在制備電化學(xué)能轉(zhuǎn)換/儲(chǔ)存裝置中作為電極的應(yīng)用。