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专利号: 201710728171X
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

a)树叶预处理:选择新鲜、浓绿的树叶,用乙醇和水清洗后放入30~60℃的烘箱中烘干,得到干燥的预处理树叶;

b)生物质水凝胶的制备:

(1)按预处理树叶与去离子水质量比为1:5~1:10计,将树叶和去离子水置于磨浆机中磨至粘稠滤浆,水温30~50℃,用水与乙醇清洗,过滤后得到鲜绿色水凝胶前驱体;

(2)按水凝胶前驱体和碱液的质量比为1:8~1:12计,将水凝胶前驱体加入3~8%碱液,所述碱液为NaOH或KOH,并于40~70℃的水浴锅中磁力搅拌3~5h后,用水与乙醇清洗,过滤可溶性杂质得到纯化的水凝胶前驱体;

(3)按纯化的水凝胶前驱体与锰氧纳米线的质量比为1:10~100计,将水凝胶前驱体加入到质量百分比为10~30%的锰氧纳米线分散液,混合搅拌5~15 min,得到分散均匀的黑色水凝胶前驱体;

(4)按黑色水凝胶前驱体和碳酸盐溶液的质量比为1:8~10,优选1:9计,将黑色水凝胶前驱体加入到碳酸盐溶液中,5~15 min后形成较硬的生物质水凝胶;

c)生物质碳气凝胶的制备:

(1)将所得生物质水凝胶放入冰箱冷冻12 h,然后置于-48℃冷冻干燥24~72 h,优选

48 h后,得到生物质气凝胶;

(2)将生物质气凝胶于惰性气体氛围中700~1000℃,优选800℃热解1~4 h,优选2 h,得到树叶基生物质碳气凝胶。

2.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤a)树叶预处理中用乙醇和水清洗后放入50℃的烘箱中烘干,得到干燥的预处理树叶。

3.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤b)生物质水凝胶的制备(1)中按预处理树叶与去离子水质量比为1:8计,将树叶和去离子水置于磨浆机中磨至粘稠滤浆,水温40℃,用水与乙醇清洗,过滤后得到鲜绿色水凝胶前驱体。

4.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤b)生物质水凝胶的制备中按水凝胶前驱体和碱液的质量比为1:10计,将水凝胶前驱体加入5%的NaOH,并于50℃的水浴锅中磁力搅拌3~5h后,用水与乙醇清洗,过滤可溶性杂质得到纯化的水凝胶前驱体。

5.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤b)生物质水凝胶的制备(3)中所述锰氧纳米线,其制备按照每20 mmol硫酸锰中加入20 mmol硫酸钾、

40 mmol过硫酸钾和60 mL去离子水的比例,将混合溶液超声搅拌10 min后转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,220℃水热反应4 d,冷却后过滤,用乙醇和水多次清洗,放置80℃烘箱烘干后即得。

6.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤b)生物质水凝胶的制备(3)中按纯化的水凝胶前驱体与锰氧纳米线的质量比为1:25计,将水凝胶前驱体加入到质量百分比为20%的锰氧纳米线分散液,混合搅拌10 min,得到分散均匀的黑色水凝胶前驱体。

7.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤b)生物质水凝胶的制备(4)中所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾,质量百分比浓度为25%。

8.根据权利要求1所述树叶基生物质碳气凝胶的制备方法,其特征在于:步骤c)生物质碳气凝胶的制备(2)中所述惰性气体为氮气或氩气,优选氮气。

9.根据权利要求1-8任一所述方法制备得到的树叶基生物质碳气凝胶。

10.一种如权利要求9所述树叶基生物质碳气凝胶的应用,其特征在于:将其作为吸附材料,用于吸附分离废水含有的有机溶剂。