[發明專利]一種利用水體微塑料混凝絮體制備空心碳納米餅的方法及其應用

有效

• 申請號: 202210697572.4
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115028160B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李兵;劉雨知;黃躍飛;武曉峰
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C02F1/52;C02F1/54;C02F1/56;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J27/24;B01J35/10
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀鋒

1.一種利用水體微塑料混凝絮體制備空心碳納米餅的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過將水體（以水密度1kg/L計算）：助凝劑：無機混凝劑：有機絮凝劑按質量復配比例為1,000,000：（10～200）：（1～10）：（5～50）對含微塑料水體進行混凝，獲得微塑料混凝絮體；

S2、將得到的微塑料混凝絮體采用陶瓷坩堝放入管式爐中進行熱解，以特定的加熱速度上升至目標溫度，并在恒溫下熱解一定時間，使用惰性氣體作為保護氣體；

S3、將管式爐降至室溫后，將降至室溫后的樣品進行研磨、粉碎，獲得空心碳納米餅HCNC；

步驟S1中，所述助凝劑為納米微電解材料；

所述無機混凝劑選自聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵、明礬中的至少一種；

所述有機絮凝劑選自聚丙烯酰胺PAM、聚丙烯酰胺的加堿水解物、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣、苯乙烯磺酸鹽、木質磺酸鹽、丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一種；

步驟S2中，所述特定的加熱速度為10～15℃；所述目標溫度為500～900℃；所述熱解一定時間為0.5h～4小時；

步驟S3中，所述空心碳納米餅HCNC為包含鐵元素的碳納米餅，直徑范圍為200～500nm，厚度為20～100nm，鐵原子含量為20～50%。

2.根據權利要求1所述的一種利用水體微塑料混凝絮體制備空心碳納米餅的方法，其特征在于，步驟S2中，所述惰性氣氛為氮氣、氬氣、氦氣或者二氧化碳氣體中的至少一種。

3.一種空心碳納米餅，其特征在于，是由權利要求1～2任一項所述的方法得到的空心碳納米餅。

4.如權利要求1～2任一項所述的方法制備得到的空心碳納米餅在超級電容器、吸附劑、催化劑或者鋰離子電池中的應用。