一种剑麻纤维基管状中空结构生物炭材料及其制备方法   0    0

本发明公开了一种剑麻纤维基管状中空结构生物炭材料及其制备方法。该生物炭外观为管状中空结构，长为2.0~20.0微米，孔径为0.8~1.5微米，壁厚为1.0~2.0微米，表面有高低不平的褶皱，两端是相通的通孔结构。制备方法为:将剑麻纤维用水洗去表面的杂质并烘干，放入高温高压反应釜中倒入氢氧化钾溶液，进行溶剂热处理，自然冷却后，用去离子水洗至中性并烘干得到白色絮状前驱体，放入管式气氛炉中在氮气保护下进行炭化处理，即获得剑麻纤维基管状中空结构生物炭材料。本发明工艺简单，成本低廉，所得剑麻纤维基管状中空结构生物炭具有良好的结构和稳定的化学性质，在土壤改良、环境修复以及储能领域有着很好的应用前景。

1.一种剑麻纤维基管状中空结构生物炭材料，其特征在于：其生物质原料为剑麻纤维，其外观为管状中空结构，长为2.0～20.0微米，孔径为0.8～1.5微米，壁厚为1.0～2.0微米，表面有高低不平的褶皱，两端是相通的通孔结构，晶体结构为无定形炭结构；
所述的剑麻纤维基管状中空结构生物炭材料的制备方法，其具体步骤为：
(1)将剑麻纤维用自来水洗去表面的杂质，再用去离子水洗两次，放入恒温鼓风烘箱，在80℃恒温条件下烘4小时进行干燥；
(2)将步骤(1)所得的剑麻纤维用剪刀剪成20～30mm的小段，称取4～5g放入100mL水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，加入70mL浓度为2～3mol/L的氢氧化钾溶液，套上钢制外壳拧紧后，放入恒温烘箱，在140～160℃下恒温加热12～14小时，自然冷却后拿出，倒掉内胆中的棕色液体，取出内胆中的固体物质，用去离子水将固体物质洗至中性后，放入恒温鼓风烘箱中在60℃恒温条件下进行烘干处理12小时，获得干燥的白色絮状前驱体；
(3)将步骤(2)获得的干燥白色絮状前躯体放入氧化铝坩埚中，并放入管式气氛炉中在
40～50mL/min流速的氮气保护下，以2～3℃/min的升温速率升温到400～500℃并保温3小时后，再以2～3℃/min的升温速率升温至750～850℃并保温1～2小时，自然冷却取出后，即获得剑麻纤维基管状中空结构生物炭材料。