[发明专利]一种生物质分步活化制备多孔炭的方法

权利要求书

1.一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将生物质固体废弃物粉碎至小于60目的颗粒后，进行干燥处理；

S2：将步骤S1中的生物质固体废弃物与活化剂按质量比50:1～5:1通过浸渍的方式进行充分混合，然后蒸发掉其中的水分 ，干燥后得到混合均匀的样品；

S3：将步骤S2中的样品在氮气或氩气气氛下进行活化反应，活化剂与生物质固体废弃物中的活性组分发生活化反应，形成具有一定孔隙结构的生物炭；

S4：将步骤S3得到的生物炭进行酸洗，然后用过量的去离子水过滤冲洗至滤液成中性，干燥后即得到一次活化的生物炭；

S5：将步骤S4得到的一次活化的生物炭再次与步骤S2所用的活化剂通过浸渍方式进行充分混合后，蒸干水分 并干燥样品，活化剂的量与步骤S2中的活化剂质量相同，再次在氮气或氩气气氛下进行充分的活化反应，由于活化剂在浸渍过程中会充分进入到一次活化后形成的生物炭的孔隙中，从而分散均匀的活化剂能更进一步地充分刻蚀碳骨架，产生大量的微孔和介孔，从而形成具有发达孔隙结构的生物炭；

S6：将步骤S5得到的生物炭进行步骤S4的操作，最终得到孔隙更为发达的多孔炭材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S1中的生物质为竹屑、花生壳、稻壳、麦秆中的一种或多种，干燥温度为100℃～150℃，干燥时间为10h～30h。

3.根据权利要求2所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S2中活化剂为KOH、K₂CO₃、ZnCl₂、H₃PO₄、KHCO₃中的一种或多种，蒸发水分 的温度为50℃～80℃，干燥混合样品的温度为100℃～150℃，干燥时间为10h～30h。

4.根据权利要求3所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S3中的氩气或氮气的流量为50mL/min～500mL/min，活化温度为700℃～900℃，反应时间为30～90min。

5.根据权利要求4所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S4中采用盐酸溶液进行酸洗，盐酸溶液浓度为0.05～2mol/L，干燥生物炭的温度为100℃～150℃，干燥时间为10h～30h。

6.根据权利要求5所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S5中的蒸发水分 温度及干燥样品温度与所述步骤S2相同。

7.根据权利要求6所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S5中的氩气或氮气的流量，活化温度及反应时间与所述步骤S3相同。

8.根据权利要求7所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，所述步骤S6中的盐酸溶液浓度及干燥温度与所述步骤S4相同。

9.根据权利要求8所述的一种生物质分步活化制备多孔炭的方法，其特征在于，多次重复步骤S5和步骤S6，以得到更高孔隙率的多孔炭材料。