[發明專利]一種基于廢紙箱制備摻雜鐵氮生物炭功能材料的方法及應用

有效

• 申請號: 202210046083.2
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114307964B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 巫楊;李智豪;徐海元;楊翔天;方鑫
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 合肥輝達知識產權代理事務所(普通合伙) 34165
• 代理人: 汪守勇

1.一種基于廢紙箱制備摻雜鐵氮生物炭功能材料的方法，其特征在于，步驟如下：

(1) 以粉碎后過60目篩廢紙箱與六水合三氯化鐵、尿素質量比為10∶3∶2為例，稱取5 g廢紙箱粉末、1.5 g六水合三氯化鐵和1 g尿素于500 mL燒杯中加入120 mL去離子水攪拌均勻并浸泡4小時；

(2) 向上述溶液中依次加入0.75 g抗壞血酸、3.6 g無水乙酸鈉、0.5 g十二烷基硫酸鈉，攪拌均勻后，轉移至200 mL反應釜內襯中后置于250℃烘箱中維持8小時；

(3) 取出反應釜內水熱反應物，在5000 rpm下進行離心得到水熱炭；

(4) 將水熱炭產物先用無水乙醇洗滌3次，再用超純水洗滌3次，然后置于烘箱中，105℃下烘干；

(5)將烘干的水熱炭充分壓實填滿剛玉坩堝，蓋上蓋子，倒扣置于小坩堝中，向小坩堝里充分填滿氧化鋁粉末，再倒置于大坩堝中，接著用氧化鋁粉末再次對大坩堝內的包埋體進行充分填充；將此包埋體置于750℃下，馬弗爐中熱解2小時，冷卻后得到熱解反應物，用無水乙醇洗滌3次后，再用超純水洗滌3次；其中，熱解過程中使用的氧化鋁粉末可重復利用；

(6) 將上述步驟(5)中所得物質放于150 mL燒杯中，加入20 mL的1 mol/L的鹽酸溶液，在常溫下酸浸2小時，過濾后用超純水淋洗至中性；

(7) 將上述步驟(6)中所得物質置于20 mL的1 mol/L的KOH溶液中，在80℃下堿浸4小時，過濾后用超純水洗滌至中性；

(8) 將上述步驟(7)所得物質放于烘箱中105℃下烘干，研磨得到最終的摻雜鐵氮生物炭功能型多孔材料；

制備基于廢紙箱制備摻雜鐵氮生物炭功能材料具有不規則的形貌，具有疏松多孔的結構特征，比表面積達220 m²/g，結構中生物炭呈現為石墨化碳，伴隨Fe₃O₄顆粒生成附著在碳層上，同時存在由廢紙箱原料中所含Si經熱轉化生成的SiO₂。