[发明专利]一种高效去除染料离子的多孔碳材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高效去除染料离子的多孔碳的制备方法，主要的步骤包括：（1）称取一定量的间苯二酚于50 ml去离子水中超声至溶解；依次加入一定量的三聚氰胺和糠醛进行磁力搅拌至充分溶解；（2）将得到的溶液倒入不锈钢反应釜，通过水热法一锅合成含氮共聚物，将产物抽滤洗涤至中性后放入烘箱干燥；（3）取产物与KOH于10 mL去离子水中混合均匀，干燥后在氩气保护下于高温碳化，并洗涤至中性，干燥后即可得到多孔碳材料。本发明得到的多孔碳材料的比表面积高达1920~2700 m² g^‑1，并且具有高效可循环吸附染料的性能，具有一定的应用价值。

技术领域

本发明涉及吸附剂的制备领域，具体涉及一种高效去除染料离子的多孔碳材料的制备方法，属于功能高分子材料技术领域。

背景技术

近年来，随着化工产业的迅速发展，人们的物质生活得到了极大的满足。然而，环境问题也日益突出，尤其是水资源的浪费及严重污染。染料是最常见的污染物，这些污染物主要来自于纺织、造纸和染料合成等频繁使用染料的行业。并且大多数染料具有非生物降解性和致癌的作用，能通过饮用水进入生物体内，直接破坏人体的正常器官组织，危害生物体的健康安全。例如，染料的存在影响了水的饮用质量，并且会减少在水生生态系统中阳光和氧气的渗透，影响水体系的正常流动。当这些染料融入我们生活时，它们的普遍应用和乱排，对污染水域的生物生存有直接的威胁，因此染料的堆积和滥用不可忽视。已经有很多方法应用于处理被污染的废水，包括生物降解、电化学破坏、沉淀、光催化降解和物理吸附等，其中更为简单有效、成本低、无副产物且环境友好的方法就是吸附。

在碳材料中掺杂氮是一种有效而简便的改性吸附剂结构的方法，使其具有较高的吸附能力和对有机染料的良好选择性，例如Tang等人报道了一种简单的自组装策略，用于具有增强吸附和储能性能的超高表面积氮掺杂多孔碳纳米球，比表面积达到2520 m² g^-1（Tang Z , Liu S , Lu Z , et al. A simple self-assembly strategy for ultrahighsurface area nitrogen-doped porous carbon nanospheres with enhancedadsorption and energy storage performances[J]. Chem. Commun. 2017:10.1039.C7CC03212A）。Wang等人提出了一种简单可行的以乳糖和硝酸锌为原料，大规模制备N-掺杂多孔碳纳米片(N-PCNS)的爆炸辅助活化方法。所得的N-PCNS具有分级的微孔和中孔纳米结构，比表面积为879 m² g^-1，氮含量为3.73 %。通过对中性红(NR)染料的吸附，N-PCNS的吸附能力高达439.6 mg g^-1，吸附过程与朗缪尔等温线和伪二阶动力学模型具有良好的相关性（Wang Z, Wang K, Wang Y, et al. Large-scale fabrication of N-dopedporous carbon nanosheets for dye adsorption and supercapacitor applications[J]. Nanoscale, 2019, 11）。然而目前报道的氮掺杂碳材料因其吸附量低、吸附速率低，导致其染料废水处理能力仍然有限，因此寻求一种简单制备具有高吸附量、快速吸附速率、安全稳定、低成本的氮掺杂多孔碳吸附材料的方法是十分迫切的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效去除染料离子的多孔碳材料的制备方法。具体涉及以间苯二酚、三聚氰胺和糠醛为原料，一定条件下活化处理碳材料，以此多孔碳材料为吸附剂去除染料离子的新方法。

本发明的技术方案如下：

根据本发明，一种高效去除染料离子的多孔碳的制备方法，包括步骤如下：

（1）称取0~1.0 g间苯二酚于50 ml去离子水中超声至溶解；