一种木质基微球及其活性炭球的制备方法

文档序号:842274 发布日期:2021-04-02 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种木质基微球及其活性炭球的制备方法 (Preparation method of wood-based microspheres and activated carbon spheres thereof ) 是由 马晓军 刘鑫 于 2021-01-05 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种木质基微球及其活性炭球的制备方法,具体地说,是一种利用木材等生物质资源液化物制备微米级活性炭球,本发明还涉及制备木质基微球球径调控,以及炭化、活化过程中的孔隙调控技术。采用本发明技术利用生物质材料液化物制备的木质基活性炭球,其比表面积可达到1299~2073m~2/g,微孔率可达75~90%。另外,该发明在制备过程中不添加任何醛类物质,价廉质优,避免了有毒物质产生。同时,该技术以生物质资源作为木质基活性炭球原料,降低了生产成本,在市场上具有很强的竞争力。(The invention provides a method for preparing a wood-based microsphere and an activated carbon sphere thereof, in particular to a method for preparing a micron-sized activated carbon sphere by using liquefied biomass resources such as wood and the like, and also relates to a sphere diameter regulation and control technology for preparing the wood-based microsphere and a pore regulation and control technology in the carbonization and activation processes. The specific surface area of the wood-based activated carbon ball prepared by the biomass material liquefied substance by adopting the technology can reach 1299-2073 m 2 The microporosity can reach 75-90%. In addition, no aldehyde substance is added in the preparation process, the price is low, the quality is high, and the generation of toxic substances is avoided. Meanwhile, the technology takes biomass resources as the raw material of the wood-based activated carbon balls, reduces the production cost and is applied to the production of the activated carbon ballsHas strong competitiveness in the market.)

一种木质基微球及其活性炭球的制备方法

技术领域

本发明提供了一种木质基微球及其活性炭球的制备方法,具体地说,是一种利用木材等生物质资源液化物制备活性炭球,本发明还涉及制备木质基微球球径调控,以及炭化、活化过程中的孔隙调控技术。

背景技术

活性炭是一种多孔碳材料,也是无毒无害的环保型材料,因其高比表面积、发达孔隙结构、低成本和易再生等特点成为目前最为常用的吸附材料。可用于自来水、空气中有毒物质的吸附,其吸附成效已达到国家标准以上。发展国家将其用量视为衡量工业发达和生活水平的标志之一。根据形状可分为纤维状、颗粒状、粉末状、球形活性炭等。其中球形活性炭被认为是在液相或气相中吸附有害物质的有前途和有价值的吸附剂。除了具备活性炭较强的吸附性能外,自身还具备很多优异特性:表面光滑,球体尺寸合适,流动性好,孔径分布易控,较高的负载密度和机械强度,因此近年来被广泛应用于能源、食品、生物医药、化学防护、超级电容器、航空航天等方面,尤其在血液净化材料领域备受关注。

目前,制备球形活性炭前驱体材料有沥青、酚醛树脂和聚苯乙烯聚合物球等。其中,酚醛树脂由于无机杂质含量低,灰分少,是制备高比表面积活性炭的有前途的聚合物前驱体材料。但以酚醛树脂为前驱体制备的活性炭球主要原料是酚类(苯酚、间二苯酚等)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来制备炭材料。木材为天然生态材料,资源来源广泛,可持续使用,是制备活性炭材料的良好来源。据我国林业部门表示,世界上每年都有大量的木材剩余物没有被充分利用。如果对这些木材剩余物进行充分加工利用,这对于保护环境、节约石油化工能源、提高生物质材料有效利用、提高木材的使用价值等方面都具有十分重要的意义。

本发明人以木材等生物质资源为原料,利用木材液化产物和六次甲基四胺通过乳液聚合法制备成木质基微球,再经过固化、炭化活化等一系列工艺制备出木质基活性炭球。制备原料中六次甲基四胺不但可以原位生成甲醛与液化物进行聚合反应,解决能源消耗与环境污染问题,使生物质资源得到充分利用,而且其中氮源可以使木质炭球的电化学性能提高。通过调整制备过程中各试剂用量及搅拌速度,以求达到不同尺寸球径和孔隙的目的。该方法制备的微米炭球有望在果蔬储藏和运输过程中消除乙烯,代替高锰酸钾等小包装乙烯脱除剂,解决食品安全及消费者信任等问题。

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