一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110065942A(43)申请公布日2019.07.30(21)申请号201910295629.6(22)申请日2019.04.12(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人李忠唐日玲梁菀纹周欣肖静夏启斌戴琼斌(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍冯振宁(51)Int.Cl.C01B32/318(2017.01)C01B32/336(2017.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料及其制备方法。该方法主要包括如下步骤：（1）把大米加入到氯化铁溶液中浸渍，然后过滤，烘干；（2）将浸渍烘干后的大米转移至反应釜中，进行缩合聚合反应和碳化，得到颗粒状碳材料；（3）将所得的颗粒状碳材料转移到管式炉中，在惰性气体氛围中进行程序升温加热到一定温度后预活化；之后将管式炉的气体氛围切换为CO2氛围，再进行程序升温加热到一定温度，对碳材料活化后，便得到颗粒状的微孔/超微孔碳材料。本发明得到的大米基微孔/超微孔碳材料，是颗粒状的碳材料，不需要粘合剂就能成型，更重要的是，它具有在低压下对CO2有高吸附容量的特征，具有很好的工业应用前景。CN110065942ACN110065942A权利要求书1/1页1.一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：（1）把大米加入氯化铁溶液中浸渍，然后过滤，烘干；（2）将浸渍烘干后的大米转移至反应釜中，进行缩合聚合反应和碳化，得到颗粒状碳材料；（3）将所得的颗粒状碳材料转移到管式炉中，在惰性气体氛围中进行程序升温加热预活化；之后将管式炉的气体氛围切换为CO2氛围，再进行程序升温加热，对碳材料进行活化，便得到大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所使用的氯化铁溶液的浓度为0.05~0.8mol/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述浸渍的时间为3~12h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，进行缩合聚合反应和碳化的温度为180~250℃，压力为0.1~1.0MPa。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，进行缩合聚合反应和碳化的时间为0.5~1h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，惰性气体氛围为氩气、氮气或二者气体任意混合比的混合气。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，进行预活化的程序升温速率为2~10℃/min，预活化的温度为500~900℃，预活化的时间为1.5~3.5h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，进行活化反应的程序升温速率是2~10℃/min，活化温度是800~1000℃。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，进行活化反应的时间是0.5~3h。10.由权利要求1~9任一项所述的制备方法得到的一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料。2CN110065942A说明书1/5页一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于吸附材料领域，具体涉及一种大米基颗粒状微孔/超微孔碳材料及其制备方法。背景技术[0002]近年来，CO2温室效应引发的海平面上升、物种灭绝等生态问题引起人们的广泛关注，因此，减少二氧化碳的排放是遏制气候变暖的关键，发展CO2捕集技术具有重要的现实意义。[0003]在众多CO2捕集技术中，吸附法因其具有操作简单、成本低、对设备腐蚀小等优点，被认为是在商业和工业应用中最有潜力的技术之一，而吸附材料是吸附法成功的关键。[0004]新型碳材料由于具有稳定性高、价格相对低廉，吸附性能比较好，具有很好的应用前景，已引起人们的关注和开发。Liang等人采用沥青为原料制备了高比表面的多孔碳材料，并进行多巴胺改性，改性之后在298K、0.15bar下对CO2的吸附量达1.0mmol/g[LiangWW,LiuZW,PengJJ,etal.EnhancedCO2AdsorptionandCO2/N-2/CH4SelectivityofNovelCarbonCompositesCPDA@A-Cs[J].Energy&Fuels,2019,33(1):493-502.]。Li等人利用废弃羊毛通过KOH活化同时掺杂尿素制备出含氮量较高的多孔碳，在298K、0.15bar的条件下，该材料对CO2的吸附量达0.85mmol/g左右，但其采用KOH作为活化剂对设备有较大的腐蚀，因此限