[发明专利]纳米碳微粒子的制造方法

说明书

本发明提供一种纳米碳微粒子的制造方法，其特征在于，包括：步骤一：对锦葵科植物进行蒸解、产生含有木质素的溶液；步骤二：从含有木质素的溶液中提取木质素凝聚物、然后将该木质素凝聚物中的盐分除去，形成木质素含有物；步骤三：将木质素含有物进行碳化，形成碳化物；步骤四：将碳化物的进行粉碎；步骤五：对粉碎后的碳化物进行高频热处理，从而获得碳微粒子；还包括步骤六，所述步骤六对碳微粒子再次粉碎加工，从而使碳微粒子得到纳米微细化粉碎处理。本发明获得的高纯度的碳微粒子，在导电性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性等多方面具备优异的性能；可作为电磁密封材料、耐磨材料、发热体、耐热材料、耐腐蚀材料，用途极为广泛。

技术领域

本发明涉及纳米碳微粒子的制造技术领域，以锦葵科植物作为原材料，通过特定的加工及分离方法制造碳微粒子，具体地说是一种制造碳微粒子的方法。

背景技术

碳微粒子的原料锦葵科植物(学名:Malvaceae)是锦葵目的一个科，根据花和果实的构造，该科分为锦葵族、梵天花族和木槿族，该科约有50属，约1000种，分布于热带至温带。中国有16属，计81种和36变种或变型，产于全国各地，以热带和亚热带地区种类较多。

锦葵科植物作为麻绳、制纸、保温等诸多用途广为人知。其对生长土质要求不高，只需要日照较好即可大量种植，是一种可以大量应用的植物资源，并且也不被动物作为食料使用。

锦葵科植物以富含纤维而著称，如棉属是全世界纺织工业最主要的原料。木槿属、梵天花属、苘麻属、黄花稔属等的茎皮纤维，供纺织或制绳索。锦葵科的形态性状和椴树目(Tiliales)亲缘相近，是已固定了的椴树一支的类型，比如锦葵科中的木槿族植物是一年生草本韧皮纤维作物，其任何部位都可以作为原料。

锦葵科植物中的木槿类植物作为非木材纸浆原料使用时、在纸浆制造过程中会产生含有木质素和黑色副产物，一般人们都把这些黑色液体当作废料废弃，而在本发明中能将该含有木质素的黑色液体有效地回收利用。

申请公布号为CN 102910613A，申请公布日为2013年2月6日的中国发明申请中，公开了一种高分散纳米碳粒的制备方法，其特征是采用如下步骤：(1)在60～65℃水浴下向含有10g膨润土的悬浊液中滴加含5～10mmol的阳离子表面活性剂的溶液，使表面活性剂溶液的浓度为1～4mol/L，滴加过程中连续搅拌，滴加完毕后于相同条件下继续搅拌2h，离心分离，将得到的固体物用去离子水洗涤4～5次，100～105℃下烘干，碾磨成50～80目的粉末；(2)将粉末置于管式炉中通N2保护，在500～800℃下碳化4～6h，再持续通N2冷却至室温；(3)将碳化后的固体物2～4g放入瓶中，加入10～15mL浓度为20～40％的氢氟酸溶液，搅拌2～3h，固液分离，再将该分离的固体加入到10～15mL浓度为20～40％的盐酸溶液中；(4)固液分离，用去离子水清洗，在60～70℃恒温干燥5～6h，即得纳米碳粒。该方法使用管式炉在惰性气体的保护下，使粉末碳化，存在单次形成碳粒少的缺点，且不同的表面活性剂对所形成的碳粒的直径存在限制。

申请公布号为CN 107364842A，申请公布日为2017年11月21的中国发明申请中，公开了一种生物碳粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、清洗水葫芦；步骤2、风干水葫芦；步骤3、烘干水葫芦；步骤4、粉碎烘干的水葫芦，并筛选；步骤5、制备污泥，使污泥含水量在65％-75％；步骤6、混合步骤5中制备的污泥和步骤4制备的水葫芦粉末；步骤7、将混合物制成颗粒状污泥；步骤8、将污泥颗粒热解反应制成生物炭粒；步骤9、用稀盐酸浸泡生物炭粒；步骤10、用去离子水洗涤生物炭粒至中性；步骤11、烘烤生物炭粒。该方法实际上是以水葫芦和污泥为原料制备较大的生物炭粒，而不能制备纳米级的碳微粒子。

发明内容

本发明的目的是以锦葵科植物为原料，解决制造高纯度的木质素的难题，并且以此为基础制造高纯度碳微粒子的一种方法，克服了现有技术中的不足。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该纳米碳微粒子的制造方法，其特征在于，包括：