[发明专利]一种将废弃生物质材料转化为碳纳米管的电化学方法

权利要求书

1.一种将废弃生物质材料转化为碳纳米管的电化学方法，其特征在于，所述方法以石墨棒或者具有导电性能的材料为阳极，以煅烧后废弃生物质材料为阴极，在MX熔盐中通过控制电位、时间、温度及催化剂的量的条件，从而通过电解的方法去除废弃生物质材料中的氧、氮等杂质元素，进而在低温下实现了煅烧后废弃生物质材料向碳纳米管的转化。

2.根据权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，所述电化学方法具体是按照以下步骤进行的：

S1、将废弃生物质材料放入卧式炉中，在惰性气氛保护下升温到600～750℃，保温1-3h，得到一种含碳前驱体材料；

S2、向S1中得到的含碳前驱体材料中添加少量的催化剂，经搅拌、烘干、研磨得到成分均匀的粉末；

S3、对S2中得到的粉末进行压块并在多孔集流体的包裹下作为阴极，以石墨棒或者其它导电材料作为阳极，以含MX熔盐的单盐或混合盐为电解质，在500-1000℃之间，通入惰性气氛进行保护，用两电极体系或三电极体系进行电解得到产物；

S4、对S3中得到的产物经过多次稀酸洗、水洗和干燥处理，最终实现将废弃生物质材料转化为碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，S3中用两电极体系进行电解时，阴阳极之间的电压控制在2.0～3.2V；用三电极体系进行电解时，阴阳极电位控制为-0.9～-1.9V vs.Ag/AgCl。

4.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的废弃生物质材料为废棉花、树皮、树叶、竹子、花瓣、花生壳、木质素、秸秆中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的含碳前驱体材料为至少含有C、O、N元素的材料。

6.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的多孔集流体为泡沫镍、镍网、多孔不锈钢网中的任一种。

7.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的其他导电材料阳极为氧化锡、钌酸钙、钌钛酸钙、铁酸镍中的至多两种。

8.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的电解质中，M为Li、Na、K、Ba、Ca中的一种或者多种，X为F或Cl；所述的催化剂为Fe、Co、Ni等金属粉。

9.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的碳源与催化剂的质量比为20：3、20：1或10：1。

10.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于，所述的压块的压力为10-30MPa。