多孔碳纳米材料的制备方法及其制备系统.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CN106241771A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610581941.8(22)申请日2016.07.21(71)申请人石河子大学地址832003新疆维吾尔自治区石河子市北四路221号(72)发明人于锋林欣祁佩荣张金利代斌(74)专利代理机构北京鼎佳达知识产权代理事务所(普通合伙)11348代理人王伟锋刘铁生(51)Int.Cl.C01B31/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称多孔碳纳米材料的制备方法及其制备系统(57)摘要本发明是关于一种生物质多孔碳纳米材料及其制备方法和应用，其中，制备方法包括，前驱液的制备：将原材料与水混合，剪切，得到前驱液，所述的原材料为水果皮和/或蔬菜皮；前驱体的制备：将上述前驱液置于反应釜中反应，将反应产物过滤，干燥，得到前驱体；炭化：将上述前驱体置于反应炉中炭化反应，制得生物质多孔碳纳米材料，所述的反应炉中的气氛为保护气氛。本发明所述的生物质多孔碳纳米材料即采用上述方法制得的材料，可用在吸附材料或电极材料上。本发明所述的生物质多孔碳纳米材料的制备过程简单，有利于其规模化生产，并且本发明以农产品废弃物为原料，有利于农产品废弃物的再利用和环境的保护。CN106241771ACN106241771A权利要求书1/1页1.一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：包括，前驱液的制备：将原材料与水混合，剪切，得到前驱液，所述的原材料为水果皮和/或蔬菜皮；前驱体的制备：将所述前驱液置于反应釜中反应，反应温度为110-500℃，反应压力为0.5-20MPa，反应时间为0.5-48h，将反应后的产物过滤，干燥，得到前驱体；炭化：将所述的前驱体置于反应炉中进行炭化，反应炉的反应温度为600-1500℃，反应时间为2-48h，制得生物质多孔碳纳米材料，所述的反应炉中的气氛为无氧气氛。2.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的水果皮为香蕉皮、橘子皮、橙子皮、柚子皮、火龙果皮和/或西瓜皮；所述的蔬菜皮为土豆皮、黄瓜皮或冬瓜皮。3.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的剪切采用高剪切混合器进行，所述的高剪切混合器的转速为10000-28000rpm，剪切时间为20-120min；以质量百分数计，所述的前驱液中，原材料与水的比例为1∶1-20。4.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的前驱液在反应釜中的填充量为总反应釜容积的30-80％，所述的反应釜为水热反应釜，所述的反应釜的反应温度为400-500℃，反应压力为15-20MPa，反应时间为0.5-2h。5.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述干燥的温度为60-300℃，干燥的时间为6-48h。6.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的反应炉为电热源炉、回转炉、焦化炉、裂解炉或外加热高温气氛炉。7.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的反应炉中的气氛为氩气、氮气、氨气、氢气和一氧化碳的一种或两种以上的组合。8.根据权利要求1所述的一种多孔碳纳米材料的制备方法，其特征在于：所述的反应炉的反应温度为600-1500℃，反应时间为2-48h。9.一种多孔碳纳米材料的制备系统，其特征在于：包括，剪切机、反应釜、分离机、干燥机和反应炉，所述的剪切机用于处理原始物料，所述的剪切机的出料口与所述的反应釜的进料口相连，所述的反应釜的出料口与所述的分离机的进料口相连，所述的分离机的出料口与所述的干燥机进料口相连，所述的干燥机的出料口与所述的反应炉的进料口相连。10.根据权利要求9所述的一种多孔碳纳米材料的制备系统，其特征在于：所述的多孔碳纳米材料的制备系统还包括液体净化装置，所述的液体净化装置的进料口与分离机的出料口相连，所述的液体净化装置的出料口与剪切机的进料口相连。2CN106241771A说明书1/6页多孔碳纳米材料的制备方法及其制备系统技术领域[0001]本发明涉及一种碳纳米材料，特别是涉及一种多孔碳纳米材料的制备方法及其制备系统。背景技术[0002]多孔碳材料，具有大的比表面积、优越的导电导热性能以及短的传质路径等优点，在电化学催化、能量存储、电化学传感、电容器等方面具有非常广泛的应用。[0003]农业废弃水果皮或者蔬菜皮是占生活垃圾的比重非常大，其处理问题一直是人们密切关注的。例如，香蕉做为全球消费量最大的水果之一，年产近10650万吨，占世界水果的16.8％，香蕉皮占香蕉总重量的35％左右，每年约3700万吨，香蕉皮的有效处理