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专利号: 2021107728518
申请人: 吕梁学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-03-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生物质碳材料的制备方法,包括以下步骤:步骤1:制备碳材料前驱体;

步骤2:将步骤1的碳材料前驱体加入活化剂与第一溶剂的溶液中,配置成第一分散液;

步骤3:将步骤2的第一分散液分成至少两股,利用微通道反应器将至少两股第一分散液碰撞混合,得到第二分散液;

步骤4:去除步骤3的第二分散液中的第一溶剂,得到固体混合物;

步骤5:将步骤4的固体混合物在氮气或惰性气体气氛下炭化,得到炭化产物;

步骤6:对步骤5的炭化产物进行后处理,得到生物质碳材料,其中,在步骤3中,微通道反应器还包括至少一股气体流路,气体为氮气或惰性气体。

2.根据权利要求1所述的生物质碳材料的制备方法,其中,步骤1包括:将生物质碳源清洗、干燥、粉碎、过筛,

在过筛后,将生物质碳源在氮气或惰性气体气氛下预炭化,加热速率为2℃/min‑10℃/min,预炭化温度为300℃‑500℃,预炭化时间为0.5h‑2h,得到碳材料前驱体,其中,生物质碳源包括枣、枣核、核桃壳、稻壳、秸秆中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的生物质碳材料的制备方法,其中,步骤1还包括:在预炭化后,将碳材料前驱体分散在第二溶剂中,得到碳材料前驱体分散液;

对碳材料前驱体分散液进行高压均质。

4.根据权利要求3所述的生物质碳材料的制备方法,其中,第二溶剂为水、乙醇、NMP、DMF中的至少一种,其中,碳材料前驱体分散液的浓度为0.05g/ml‑5g/ml,其中,高压均质的压力为10MPa ‑30MPa 。

5.根据权利要求1所述的生物质碳材料的制备方法,其中,步骤2中的活化剂为K2FeO4或KOH,其中,步骤2中的第一溶剂为水,

其中,在步骤2中的第一分散液中,碳材料前驱体的浓度为5g/L‑15g/L,活化剂的浓度为0.5M/L‑1.5M/L。

6.根据权利要求1所述的生物质碳材料的制备方法,其中,在步骤3中,至少两股第一分散液在微通道反应器中的流速为50mL/min‑200mL/min,压力为0.1MPa ‑1MPa ,其中,在步骤3中,微通道反应器的管径为3mm‑10mm,反应器环境温度为50℃‑100℃。

7.根据权利要求1所述的生物质碳材料的制备方法,其中,在步骤5中,加热速率为2℃/min‑10℃/min,炭化温度为500℃‑1000℃,炭化时间为1h‑3h。

8.根据权利要求1所述的生物质碳材料的制备方法,其中,步骤6包括:将步骤5的炭化产物冷却后用盐酸和去离子水洗涤,然后离心、干燥。

9.一种生物质碳材料,所述生物质碳材料由权利要求1至8中的任一项所述的方法制得。