[发明专利]一种废弃碳材料的绿色再生方法

说明书

本发明公开了一种废弃碳材料的绿色再生方法，它包括如下步骤：将废弃碳材料经热风吹干后研磨造粒，过筛网得到一定粒径尺寸的粉末；得到的粉末与预先制备的金属混合盐按一定重量比混合并研磨加以均匀混合；混合物在缺氧气氛下，通过控制升温速率和保持恒温时间，在较低温度下进行再生反应，即得再生碳材料。本发明可以对工业应用中的废弃碳材料进行资源化利用，减少对生态环境的污染，减低经济损失。本发明采用的熔盐法可以在较低温度下对废弃碳材料进行内部孔隙结构再生，同时对其表面形貌结构进行纳米结构化，从而保障或提高其应用性能。此外，本碳材料再生方法工艺简易，能耗低，无压力隐患，可实现碳材料再生工业化。

技术领域

本发明涉及碳材料再生方法领域，具体涉及一种废弃碳材料的绿色再生方法。

背景技术

碳材料由于在自然界中储量丰富，且具有良好的生物相容性，成为绿色低耗材料的首选。碳材料具有耐腐蚀，密度小等优势，早已广泛应用在多个领域。比如，活性炭可以由木材、果壳、煤炭、树 脂等经高温热解、活化制备，有着比表面积大、孔隙多的特点，广泛应用于烟气、废水等环境污染物治理过程，还可以作为催化剂载体、超级电容器电极以及储氢材料。

活性炭吸附净化污染物技术非常实用，而且效率很高，但该技术也会产生大量吸附饱和的活性炭，这些废弃的活性炭的处理往往需要占用较大面积的垃圾填埋场，或者付出较高的费用。采用焚烧的方式处理，这既造成资源的浪费，又可能对环境形成二次污染。从环保和经济的角度出发，活性炭再生技术的研究不仅具有工程利用价值和经济价值，而且对于减少碳排放和环境中的二次污染也有一定的积极意义。废弃活性炭的再生是指利用物理或化学手段，在保持活性炭原有结构的基础上，除去所吸附的吸附质，恢复活性炭内部的孔隙结构，以便重新用于吸附。

碳材料再生工艺中存在以下几个关键点需要解决：碳材料结构的恢复与再生、碳材料表面官能团的再生和重构、碳材料与杂质的分离等。已有文献通过热处理、水热处理，添加C源等方法进行碳材料再生，但无法做到碳材料性能的有效恢复。如碳材料材料比表面积只能恢复到原有材料的60~80%，存在表面官能团缺失，或孔径结构发生变化等问题。又或者碳材料经过若干次再生后，因为结构改变而无法再生，最终还是成为危险废物，对此，需要找到合适的解决方法处理。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了一种废弃碳材料的绿色再生方法，采用熔盐法将废弃碳材料回收再生，再生的碳材料可以保持原有吸附性能，重新应用到工业生产过程中。

本发明公开了一种废弃碳材料的绿色再生方法，所述绿色再生方法具体包括以下步骤：

1）将废弃碳材料用100~200℃的热风吹1~5小时，干燥后研磨造粒，过100~300目筛网得到一定粒径尺寸的粉末；

2）将步骤1）中得到的粉末按重量比1：1~15加入到预先制备的金属混合盐中，通过研磨加以均匀混合；

3）将步骤2）中得到的混合物在缺氧气氛下，在较低温度下进行再生反应，控制升温速率，保持恒温时间；

4）将步骤3）中得到的再生碳材料产品在搅拌下依次用酸、水洗涤，最后经真空烘箱干燥。

所述的一种废弃碳材料的绿色再生方法，其特征在于步骤2）中，预先制备的金属混合盐指以氯化盐为主的两种及以上盐类混合物。

所述的一种废弃碳材料的绿色再生方法，其特征在于步骤3）中，缺氧气氛指氮气中含0~11%的氧气。

所述的一种废弃碳材料的绿色再生方法，其特征在于步骤3）中，较低温度指控制在400~700℃。

所述的一种废弃碳材料的绿色再生方法，其特征在于步骤3）中，控制升温速率控制在1~15℃/min。

所述的一种废弃碳材料的绿色再生方法，其特征在于步骤3）中，恒温时间控制在0.5~6h。