[发明专利]一种木质素基生物碳/二氧化硅多尺度纳米杂化材料及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种木质素基生物碳/二氧化硅多尺度纳米杂化材料及其制备方法，包括以下步骤：1)提纯：得提纯后的木质素溶液；2)杂化：得杂化后溶液；3)陈化：得陈化后溶液；4)过滤：得木质素/二氧化硅杂化材料；5)干燥和热处理：得木质素基生物碳/二氧化硅多尺度纳米杂化材料。相比于现有技术，本发明的有益效果是：1、杂化后的纳米二氧化硅粒子尺寸更细、更均匀，且增加其疏水性，不易团聚；2、具有更高的结构性，更高的孔容量。3、可再生，降低纳米二氧化硅生产成本的同时，木质素转变为可分散的纳米碳材料，使其价值最大化。4、可应用于吸附、催化、传感、能源、聚合物增强等领域。

主权项

1.一种木质素基生物碳/二氧化硅多尺度纳米杂化材料，其特征在于，其BET比表面积为150‑500m²/g，孔容积为0.1‑0.6cm³/g，由木质素原料和硅源按照下述步骤制备而成：1)提纯：将100g木质素原料分散于500‑5000g水中，调节分散液的pH值至12‑13，搅拌，提纯，得提纯后的木质素溶液；2)杂化：向提纯后的木质素溶液中加入硅源1‑2000g，调节溶液pH值为9‑12.5，然后加入改性剂1‑50g，加热至40‑90℃，搅拌反应10‑120分钟，得杂化后溶液；所述改性剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、甲醛、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷中的一种或多种的混合物；3)陈化：调节杂化后溶液的pH值为4‑8，并室温下放置0.5‑12小时，得陈化后溶液；4)过滤：调节陈化后溶液的pH值为2‑6，过滤、水洗，得木质素/二氧化硅杂化材料；5)干燥和热处理：将步骤(4)得到的木质素/二氧化硅杂化材料干燥处理后，再于氮气保护下，在800‑1200℃的温度下热处理0.5‑6小时，得木质素基生物碳/二氧化硅多尺度纳米杂化材料。