一种制备木质基微纳米空心树脂球和炭球的方法

文档序号:335824 发布日期:2021-12-03 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种制备木质基微纳米空心树脂球和炭球的方法 (Method for preparing wood-based micro-nano hollow resin balls and carbon balls ) 是由 马晓军 杨昭昭 吕春飞 于 2021-09-18 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种木质基微纳米空心树脂球和炭球的制备方法。包括以下步骤:以木材粉末、苯酚和磷酸为原料制备木材液化物,将木材液化物、六次甲基四胺、无水乙醇混合物作为炭前驱体,将其分散于聚乙烯醇溶液中制备微纳米树脂球,将微纳米树脂球经过初次固化、甲醇溶解、二次固化以及在通氮气下炭化、活化得到微纳米空心树脂球和炭球。本发明技术制备的微纳米空心树脂球和炭球,其比表面积可达到1029~1610m~(2)/g,球径在20~40μm;该技术在制备过程中不添加醛类物质,防止有毒物质产生;该技术以生物质材料制备微纳米空心树脂球和炭球,减少化石资源的消耗,有利于保护环境;该技术操作过程简单、周期短、树脂球和炭球的空腔大小可调。(The invention discloses a preparation method of a wood-based micro-nano hollow resin ball and a carbon ball. The method comprises the following steps: preparing a wood liquefied product by taking wood powder, phenol and phosphoric acid as raw materials, dispersing a mixture of the wood liquefied product, hexamethylenetetramine and absolute ethyl alcohol as a carbon precursor in a polyvinyl alcohol solution to prepare micro-nano resin spheres, and performing primary curing, methanol dissolution, secondary curing, carbonization under nitrogen and activation on the micro-nano resin spheres to obtain micro-nano hollow resin spheres and carbon spheres. The specific surface area of the micro-nano hollow resin ball and the micro-nano hollow carbon ball prepared by the technology can reach 1029-1610 m 2 The diameter of the sphere is 20-40 mu m; the technology does not add aldehydes in the preparation process, thereby preventing toxic substances from being generated; the technology uses biomass materials to prepare micro-nano hollow resin balls and carbon ballsThe consumption of fossil resources is reduced, and the environment is protected; the technology has simple operation process and short period, and the size of the cavities of the resin ball and the carbon ball can be adjusted.)

一种制备木质基微纳米空心树脂球和炭球的方法

技术领域

本发明涉及微纳米树脂球和炭球制备领域,具体涉及一种微纳米空心树脂球和炭球的制备方法。

背景技术

空心炭球具有较大的比表面积和空腔结构,作为超级电容器的负极材料时,较大的比表面积为电荷提供更多的活性位点,空腔结构有利于电荷的存储和传输,因而能够提供较大的比电容。同时,元素掺杂空心炭球能够吸附空气中有害气体及水中的有毒物质,并且也能利用其较大的空腔储存气体。

目前,制备微纳米空心碳球的碳源有沥青和酚醛树脂等。由于酚醛树脂杂质含量低,是一种有前途的制备高比表面积活性碳球的聚合物材料。以酚醛树脂为碳前驱体制备的活性碳球主要原料是酚类和醛类,其依赖于煤焦油和石油残渣合成。随着石油资源的日趋枯竭以及生态环境的不断恶化,人们迫切寻找一种生物质材料替代石油资源制备炭材料。木材为天然生物质材料,资源来源广泛,可持续使用,是制备炭球的良好来源。如果对多余木材进行充分加工利用,这对于保护环境、提高生物质材料的有效利用具有十分重要的意义。

此外,空心碳球合成主要包括硬模板、软模板等方法。硬模板合成是通过选择碳前驱体逐渐包裹模板、然后去除模板等步骤合成空心碳球。虽然该方法有效可靠,但制备过程复杂,时间周期长,并且不易在外壳上获得丰富的多孔结构,从而限制了其应用。软模板不需要去除模板,这种方法通常需要特定的模板剂,由于碳前驱体自组装能力弱,且具有较高的交联倾向,不易实现,因而限制它的应用。

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