一种基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法和应用与流程

文档序号:19427509发布日期:2019-12-17 15:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于步骤如下:

(1)预处理:称取废旧山羊毛,分别用去离子水、乙醇超声清洗2次后烘干;

(2)活化剂浸渍:将预处理后的废旧山羊毛浸渍于活化剂溶液中,常温浸渍,然后置于80℃鼓风干燥箱中干燥12h,得改性山羊毛;

(3)高温碳化:将改性山羊毛置于刚玉坩埚中,放入管式炉,在真空条件下通入保护气体,升温碳化后,以一定降温速率至室温,取出碳化材料;

(4)酸洗干燥:将碳化材料用盐酸浸渍洗涤3次,再用去离子水浸渍、冲洗至ph为6.5~7.5,再于80℃鼓风干燥箱中干燥即得含氮多孔碳。

2.根据权利要求1所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中超声清洗的功率为100~200w,超声频率为40~80khz,超声时间为5~10min。

3.根据权利要求1所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中活化剂为浓度为0.1~2.5mol/l的草酸钾溶液,废旧山羊毛与活化剂的质量比为1:(0.31~7.68)。

4.根据权利要求3所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述常温浸渍的时间为0.5~15h。

5.根据权利要求1所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中升温碳化的升温速率为3~10℃/min,碳化温度为500~1200℃,保温时间为1~3h,降温速率为1~5℃/min。

6.根据权利要求1所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中升温碳化包括预碳化和保温碳化,预碳化温度为300~500℃、时间为0.5~2h;保温碳化温度为700~950℃、时间为1~3h;降温速率为1~5℃/min。

7.根据权利要求1所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中保护气体为氮气、氩气或氦气中的一种或多种,通入流量为5~50ml/min。

8.根据权利要求1所述的基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中盐酸的浓度为0.1~2mol/l。

9.权利要求1-8任一项所制备的含氮多孔碳在作为废水中cr(vi)吸附材料的应用。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于:所述含氮多孔碳的比表面积高达3216.36m2/g,材料孔径在0.98nm~5.79nm,氮含量为0.5~5.0wt%。


技术总结
本发明属于无机纳米材料领域,涉及用于重金属离子Cr(VI)吸附的高比面积的含氮多孔碳材料,特别是指一种基于废旧山羊毛的含氮多孔碳的制备方法和应用。主要包括如下步骤:将山羊毛洗涤干净,然后浸渍、负载活化剂草酸钾,之后将其放在管式炉中,在惰性保护气氛中高温碳化制得含氮多孔碳。实验结果表明该材料比表面积高达3216.36 m2/g,孔径主要分布在0.98nm~5.79nm之间,氮含量为2.53wt%,对Cr(VI)的吸附量可达252.00mg/g。本发明合成方法简便,所需原料来源丰富,且材料具有高比表面积和优良的化学稳定性等优点,在吸附、催化、能源等诸多领域具有较强的应用潜力。

技术研发人员:岳献阳;黄鑫;王明环;王少博;陈守辉;张一风;张千;魏朋
受保护的技术使用者:中原工学院
技术研发日:2019.10.16
技术公布日:2019.12.17
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