一种制备木质基微纳米空心树脂球和炭球的方法
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.)
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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