[發(fā)明專利]一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211243742.8
• 申請(qǐng)日: 2022-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115646379A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)圣軍;程利萍;劉波;張宇燕;韓丹;田國(guó)梁;李怡俊;聶敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)天楹股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J13/00
• 分類號(hào): B01J13/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陳亮亮

1.一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于包含以下步驟：

S1、將廢棄秸稈預(yù)處理后碾磨粉碎成粒徑不超過(guò)1cm的廢棄秸稈粉體或廢棄秸稈碎塊；

S2、將得到的廢棄秸稈粉體或廢棄秸稈碎塊放入磨盤(pán)型固相力化學(xué)反應(yīng)器中碾磨粉碎得到粒徑不超過(guò)4mm的廢棄秸稈超細(xì)粉體；

S3、將質(zhì)量份70～90的廢棄秸稈超細(xì)粉體和質(zhì)量份10～30的聚乙烯醇混合制備混合料；

S4、將制備的混合料加入去離子水?dāng)嚢璩蓱覞嵋海缓髮覞嵋涸?5～95℃溫度下攪拌加熱2～3h，最后冷卻凝固形成PVA/Straw復(fù)合氣凝膠；

S5、將PVA/Straw復(fù)合氣凝膠進(jìn)行碳化處理，制備得到碳?xì)饽z。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S1中，廢棄秸稈預(yù)處理的過(guò)程為：將廢棄秸稈的表面雜質(zhì)進(jìn)行清除，然后將廢棄秸稈的非秸稈部分去除。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：

所述步驟S2中，磨盤(pán)型固相力化學(xué)反應(yīng)器的碾磨壓力為2～8MPa，磨盤(pán)盤(pán)面通入-10～10℃的恒溫循環(huán)液體介質(zhì)，廢棄秸稈粉體或廢棄秸稈碎塊在磨盤(pán)型固相力化學(xué)反應(yīng)器中循環(huán)碾磨8 ～15次，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速為40～60轉(zhuǎn)/分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S3中，混合料還包含氣凝膠填料助劑或碳?xì)饽z填料助劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述氣凝膠填料助劑或碳?xì)饽z填料助劑包括納米線填料、納米管填料、石墨烯填料、尿素助劑和金屬離子助劑中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S3中，混合料還包含膠原填料，膠原填料的用量為廢棄秸稈超細(xì)粉體重量的0～20wt%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S3中，聚乙烯醇的聚合度為500～1700，醇解度為60～99%。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述聚乙烯醇的聚合度為1700，醇解度為88～99%。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S4中，懸濁液的制備采用100～500rpm的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌0.5～3h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S4中，冷卻凝固的處理過(guò)程為：在加熱時(shí)間到達(dá)后，懸濁液隨容器轉(zhuǎn)移至液氮池中速凍處理，直至完全凝固，然后轉(zhuǎn)移出液氮池，置于不高于-20℃環(huán)境下預(yù)冷至少12h，再進(jìn)行冷凍干燥處理，即可得到PVA/Straw復(fù)合氣凝膠。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述冷凍干燥處理過(guò)程為：將凝固的懸濁液轉(zhuǎn)移至凍干機(jī)中，于-50～-40℃、30～50Pa的條件下冷凍干燥70～80h，得到PVA/Straw復(fù)合氣凝膠。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢棄秸稈制備碳?xì)饽z的方法，其特征在于：所述步驟S5中，碳化處理采用高溫絕氧碳化處理，其具體過(guò)程為：在惰性氣氛下，以1.8～2.2℃/min的升溫速度升溫至290～310℃后，再以4～5℃/min的升溫速度升溫至800～900℃后，保持該溫度20～30min。