[发明专利]负载功能氧化物多孔炭的制备方法

权利要求书

1.一种负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步选择生物质材料，在真空或惰性条件下并在400-1000℃温度范围内碳化；

第二步将碳化后所得的多孔炭根据对孔结构的需要，采用物理活化或化学活化过程，制备多孔炭；

第三步将所得的多孔炭浸渍入元素M的前躯体溶液中，用蒸馏水清洗数次，干燥；

第四步将所得的多孔炭在真空或惰性气氛下300-1000℃焙烧，即得负载功能性氧化物M_xO_y的活性炭。

2.根据权利要求1所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的物理活化采用在CO₂、水蒸气或空气气氛中，300-1000℃下热处理1-12小时。

3.根据权利要求1所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的化学活化采用将活化剂KOH、ZnCl₂或Fe(NO₃)₂与炭材料按重量比1∶(0.1-5)均匀混合后，在真空或惰性气氛中300-1000℃下热处理1-12小时。

4.根据权利要求1所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的负载功能性氧化物M_xO_y，其中：M为金属Ti、Fe、Ni、Co、Zn、Cu、Mn、Zr、Cr、Al、Sn、Y、Ce、La、Pb、Pd、Ru、Sr、In、Ga、Bi和非金属Si中的一种或几种，x为1、2或3，Y为1、2、3或4。

5.根据权利要求1所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的功能性氧化物M_xO_y，指TiO₂、Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO、NiO、Ni₂O₃、Co₃O₄、CoO、ZnO、CuO、MnO、MnO₂、ZrO₂、Cr₂O₃、CrO₂、Al₂O₃、SnO₂、Y₂O₃、CeO₂、La₂O₃、PbO、PbO₂、PdO、PdO₂、RuO₂、RuO₄、SrO、SrO₂、In₂O₃、Ga₂O₃、Bi₂O₃和SiO₂中的一个。

6.根据权利要求1所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的生物质材料，指农作物废弃物或水生植物材料中的一种，其中农作物废弃物指秸秆、稻壳、果壳、棉纤维、果核、麦秆、玉米棒、木屑、竹子和茭白叶中的一种或几种；水生植物材料指藻类和水葫芦中的一种。

7.根据权利要求1所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的元素M是有机或无机盐，指元素M的硝酸盐、氯化盐、硫酸盐、乙酸盐和醇盐中的一种。

8.根据权利要求1或者7所述的负载功能氧化物多孔炭的制备方法，其特征是，所述的元素M，指硝酸铁[Fe(NO3)3]、硝酸钴[Co(NO3)2]、硝酸镍[Ni(NO3)2]、硝酸锌[Zn(NO3)2]、硝酸铈[Ce(NO3)3]、硝酸铜[Cu(NO3)2]、硝酸铝[Al(NO3)3]、硝酸钇[Y(NO3)3]、硝酸锰[Mn(NO3)2]、硝酸锆[Zr(NO3)2]、硝酸铬[Cr(NO3)3]、硝酸镧[La(NO3)3]、硝酸锡[Sn(NO3)2]、硝酸铅[Pb(NO3)2]、硝酸钯[Pd(NO3)2]、硝酸钌[Ru(NO3)3]、硝酸锶[Sr(NO3)2]、硝酸铟[In(NO3)3]、硝酸镓[Ga(NO3)3]、硝酸铋[Bi(NO3)3]、三氯化钛[TiCl3]、四氯化钛[TiCl4]、氯化锌[ZnCl2]、氯化铈[CeCl3]、氯化铜[CuCl2]、氯化铝[AlCl3]、四氯化锡[SnCl4]、氯化钇[YCl3]、氯化锰[MnCl2]、氯化锆[ZrCl2]、氯化铬[CrCl3]、氯化铁[FeCl3]、氯化亚铁[FeCl2]、氯化镍[NiCl2]、氯化钴[CoCl2]、氯化镧[LaCl3]、氯化铅[PbCl3]、氯化钯[PdCl2]、氯化钌[RuCl3]、氯化锶[SrCl2]、氯化铟[InCl3]、氯化镓[GaCl3]、氯化铋[BiCl3]、硫酸钛[Ti(SO4)2]、硫酸铝[Al2(SO4)3]、硫酸锌[ZnSO4]、硫酸亚铁[FeSO4]、硫酸铬[Cr2(SO4)3]、硫酸镍[NiSO4]、硫酸铜[CuSO4]、硫酸钯[Pd2(SO4)3]、硫酸铈[Ce2(SO4)3]、硫酸铟[In2(SO4)3]、硫酸锰[MnSO4]、硫酸镓[Ga2(SO4)3]、硫酸铋[Bi2(SO4)3]、乙酸[Zn(CH3COO)2]、乙酸铈[Ce(CH3COO)3]、乙酸铜[Cu(CH3COO)2]、乙酸铝[Al(CH3COO)3]、乙酸钇[Y(CH3COO)3]、乙酸锰[Mn(CH3COO)2]、乙酸锆[Zr(CH3COO)2]、乙酸亚铁[Fe(CH3COO)2]、乙酸铁[Fe(CH3COO)3]、乙酸镍[Ni(CH3COO)2]、乙酸钴[Co(CH3COO)2]、乙酸镧[La(CH3COO)3]、乙酸铅[Pb(CH3COO)2]、乙酸钯[Pd(CH3COO)2]、乙酸钌[Ru(CH3COO)3]、乙酸锶[Sr(CH3COO)2]、乙酸铟[In(CH3COO)3]、乙酸镓[Ga(CH3COO)3]、乙酸铋[Bi(CH3COO)3]、钛酸四丁酯[C16H36O4Ti]、偏钛酸[H2Ti2O3]、钛酸异丙酯[C12H28O4Ti]和正硅酸乙酯[C8H2OO4Si]中的一种。