一种多孔碳的制备方法及其应用.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CN109467073A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201811112966.9C02F1/28(2006.01)(22)申请日2018.09.25C02F101/30(2006.01)(71)申请人江苏天雨环保集团有限公司地址225200江苏省扬州市江都区真武镇滨湖申请人扬州大学(72)发明人侯建华何成达张淼吴晓歌(74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有限公司11278代理人田方正(51)Int.Cl.C01B32/15(2017.01)B01J20/20(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种多孔碳的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种多孔碳的制备方法及其应用。其制备方法包括（1）将含有一定水分、含硼的盐类和生物功能大分子（含有氨基和羧基）置于蒸笼状容器中水蒸气加热至一定温度使其丧失原有的空间结构而变性。（2）获得的前驱体颗粒冷冻干燥后形成具有纳米片组成的“蜂窝状”结构物质；（3）利用电子束辐射加热改性，制得含有硫，硼，氮元素和体相缺陷的功能化的多孔纳米片碳材料，显示出良好的有机化工废水捕集效应。本发明是通过功能化的官能团和缺陷捕集的化工废水中有机物，实现超低浓度化工废水有机物的去除。CN109467073ACN109467073A权利要求书1/1页1.一种多孔碳的制备方法，其特征在于，将形成具有纳米片组成的蜂窝状结构物质经过辐射加热改性形成多孔纳米片碳材料。2.根据权利要求1所述的一种多孔碳的制备方法，其特征在于，所述辐射加热采用电子束辐射加热，加热时间为3-900分，功率为100-10000瓦。3.根据权利要求1所述的一种多孔碳的制备方法，其特征在于，获得所述蜂窝状结构物质的步骤为：1）将含有水分、含硼的盐类和生物功能大分子加热至一定温度使其丧失原有的空间结构而变性，获得前躯体；2）获得的前驱体颗粒冷冻干燥后形成具有纳米片组成的“蜂窝状”结构物质。4.根据权利要求3所述的一种多孔碳的制备方法，其特征在于，所述1）步骤中的含硼的盐类为：Na2B4O5(OH)4•8H2O，1,3-二异丙基咪唑啉四氟化硼盐，硼镁石，硼砂Na2B4O7•10H2O中的至少一种。5.根据权利要求3所述的一种多孔碳的制备方法，其特征在于，所述1）步骤中的生物功能大分子是含有氨基的有机物。6.根据权利要求3所述的一种多孔碳的制备方法，其特征在于，所述1）步骤中：是指将含有水分、含硼的盐类和生物功能大分子置于蒸笼状容器水蒸气加热至一定温度使其丧失原有的空间结构而变性，所述的加热温度满足二硫键和氢键被破坏。7.根据权利要求3所述的一种多孔碳的制备方法，其特征在于，所述的加热温度为60-95℃。8.一种上述任一权利要求制备得到的多孔碳的应用，其特征在于，所述多孔碳用于处理低浓度化工有机废水，与化工废水里的有机物结合并吸附有机物，实现对化工废水有机物捕集效率。2CN109467073A说明书1/5页一种多孔碳的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于化工废水处理材料制备领域，特别是一种基于有机化工废水捕集的功能化多孔碳的制备方法。背景技术[0002]高比表面积和恰当的元素掺杂材料提供活性位点和通道的关键因素(Acc.Chem.Res.2015,48,1666-1675)。此外，表面功能化改性（例如杂原子掺杂）和掺杂提高材料对化工有机废水的吸附和捕捉作用。然而，现有的商业活性炭限制了该领域的实际应用。因此，开发简单清洁的合成技术路线，为高效的捕集化工有机废水开发新颖先进的功能化多孔材料，来满足环境净化的关键需求是十分必要的。新型功能化多孔材料捕集化工有机废水材料应满足下列要求：（1）高比表面积提供更多活性位点存；（2）均衡的纳米孔分布提供快速的有机物传输通道；（3）缺陷和杂原子的引入，以增加材料的浸润性和功能化的官能团高效捕捉污染物。基于此，多孔材料被合成并报道，尤其是纳米碳材料因其易调控的比表面积、孔分布和表面修饰，受到大量关注。例如，通过硬模板法制备的碳纳米笼（Adv.Mater.2017,29,1700470-1700477），通过软模板法制备的碳纳米球（Nanoscale2016,8,451-457），多孔碳纳米片（J.PowerSources2017,357,41-46），烧瓶状中空碳（J.Am.Chem.Soc.2017,139,2657-2663.），以及从多种生物质材料中获得高比表面积的碳材料等，在用作捕集污染物材料时显示出良好的性能和容量。然而，大多数情况下模板法因其复杂的制备方法而非常耗时、耗能，不利于规模化制备，并且所获得