[发明专利]一种多孔炭及其制备方法

说明书

本发明提供一种多孔炭及其制备方法，该方法包括：将废弃聚氨酯材料、催化剂以预设质量比溶解在水与醛类物质的混合溶剂中，获得反应液；对所述反应液进行水热炭化处理，获得粗产物；对所述粗产物进行活化，以获得多孔炭。本发明实施例提供的多孔炭制备方法，能够有效回收利用废弃聚氨酯材料，通过在水热炭化反应中加入对应的催化剂，使得多孔炭具有丰富的表面官能团和优良的孔隙结构，提高由聚氨酯材料制备得到的多孔炭的吸附性能。

技术领域

本发明涉及环境功能材料领域，特别是涉及一种多孔炭的制备方法以及一种多孔炭。

背景技术

沼气、天然气等能源气中包含微量H₂S(10-10000ppm)等杂质气体，而杂质气体会影响能源气燃烧热值，从而影响其品质纯度，限制能源气的开发利用，并且，H₂S是一种无色、有毒、有强烈臭鸡蛋气味的污染气体，严重危害人类身体健康，因此，如何对能源气进行有效脱硫，从而促进能源气的高效清洁利用是当前研究的热点。

多孔炭是一种来源广泛、廉价易得的多孔材料，其发达的孔隙结构以及巨大的比表面积可以对H₂S进行有效的吸附。现有技术中，常通过对生物质材料经过水热炭化法再活化制备多孔炭，通过在密闭反应器中以水为反应介质，利用高温(>100℃)、高压(>0.1MPa)下超临界或亚临界水的特殊性质,使原料降解及固体溶解并转化为以炭材料为主的一系列高附加值产物。

聚氨酯是由异氰酸酯与聚酯型或聚醚型多元醇经聚合而制得的重要化工材料。由于其优良的机械强度、柔曲性、回弹性、氧化稳定性、耐油性能，被广泛应用于家具、床垫、座椅的垫材，冰箱、冰柜、冷藏车等的绝热层，以及建筑物、储罐及管道保温材料等。大量的使用也带来了大量的聚氨酯废弃物，对聚氨酯废弃物的回收利用也是现今需要解决的问题。

聚氨酯的结构重复单元为氨基甲酸酯-NHCOO-，因此，可作为制备多孔炭的碳源材料，但是，以聚氨酯为碳源材料经过水热炭化再活化制备的多孔炭材料，其吸附性能不甚理想，如何对聚氨酯为碳源材料的多孔炭材料的制备方法进行改进，从而获得性能更加优越的多孔炭吸附材料，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以聚氨酯为碳源材料的多孔炭材料制备方法，从而使制得的多孔炭吸附材料具有更加优越的吸附催化性能。

为解决上述问题，本发明公开了一种多孔炭的制备方法，该方法可以包括：

将聚氨酯材料、催化剂以预设质量比溶解在水与醛类物质的混合溶剂中，获得反应液；

对所述反应液进行水热炭化处理，获得粗产物；

对所述粗产物进行活化，以获得多孔炭。

可选地，所述催化剂包括金属碳酸盐。

可选地，所述金属碳酸盐包括碳酸钾、碳酸钠。

可选地，所述水热炭化的炭化温度为80～300℃；

可选地，所述水热炭化的炭化时间为2～6小时。

可选地，所述活化包括物理活化；

所述物理活化的活化温度为600～1000℃；

所述物理活化的活化时间为0.5～4小时；

所述物理活化的升温速率为1～20℃每分钟；

所述物理活化的活化剂流速为0.1～2升每分钟。

可选地，所述活化包括化学活化；

所述化学活化的活化温度为600～900℃；

所述化学活化的活化时间为0.5～4小时；