一种绿色简便的木质素基泡沫碳及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种绿色简便的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将木质素溶于稀酸中，剧烈搅拌后过滤，并进一步水洗、烘干得到去灰分的木质素；（2）将步骤（1）的木质素直接装入坩埚中，将坩埚用密封盖进行密封，并在密封盖上打孔；（3）将步骤（2）中置于坩埚中的木质素进行热处理，逐渐升温至目标温度并保温，初步制得木质素泡沫块体；（4）将步骤（3）的木质素泡沫块体进行高温碳化处理，逐渐升温至碳化温度并保温，即制得木质素基泡沫碳。2.根据权利要求1所述的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中木质素与稀酸的质量体积比为1:2~5；所述稀酸的浓度为0.01m~0.3m；所述搅拌的速率为300 rpm~800 rpm。3.根据权利要求1所述的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中打孔的孔直径为0.3mm~0.7mm；所述密封盖上的打孔密度为150mm2/个~500mm2/个；所述打孔的方式为均匀分布打孔。4.根据权利要求1所述的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中升温的速率为1℃/min ~10℃/min；所述目标温度为260℃~350℃；所述保温的时间为1h~4h。5.根据权利要求1所述的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中升温的速率为2℃/min ~15℃/min；所述碳化温度为800℃~1200℃，所述保温的时间为1~3h；所述高温碳化处理过程中以氮气或氩气为保护气，所述保护气的气流量为1ml/min~10ml/min。6.根据权利要求1所述的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，所述木质素为水解木质素、有机溶剂木质素、磺酸盐木质素、硫酸盐木质素中的一种或多种，其中，硫酸盐木质素无需步骤（1）。7.根据权利要求1所述的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，所述稀酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸溶液中的一种或多种。8.权利要求1-7任一项所述的木质素基泡沫碳制备方法制备得到的木质素基泡沫碳。9.权利要求8所述的木质素基泡沫碳在用于制备热绝缘材料或防火材料中的应用。10.权利要求8所述的木质素基泡沫碳在用于制备电极材料或吸附材料中的应用。

技术总结
本发明公开了一种绿色简便的木质素基泡沫碳及其制备方法和应用。所述制备方法直接使用木质素粉末为原料，制备过程中无需任何添加剂，仅通过一定的热处理条件即可将木质素粉末直接制备为泡沫碳，具体为：将木质素溶于稀酸中，剧烈搅拌后过滤，烘干得到去灰分的木质素；将木质素直接装入坩埚中用密封盖密封后，并在密封盖上打孔；将装有木质素的坩埚进行热处理，得到木质素泡沫块体；将木质素泡沫块体进行高温碳化处理，即制得木质素基泡沫碳。本发明的制备方法绿色简便，避免了其他大多数前驱体制造泡沫碳所需的繁杂步骤。同时制备得到的泡沫碳具有良好的导电性、较高的碘吸附值、抗压强度等良好性能。因此，具有良好的性能和广泛的应用场景。泛的应用场景。泛的应用场景。


技术研发人员：曲望达 赵子竹 梁晨
受保护的技术使用者：青岛农业大学
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/2/6