桃膠基碳材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、生物質(zhì)作為取之不盡、用之不竭的資源寶庫(kù)，具有含量豐富、可再生、價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)。以生物質(zhì)為碳源，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單有效的處理過(guò)程可以制備各種碳材料。本論文以生物質(zhì)桃膠為原料，經(jīng)過(guò)碳化、活化、官能化等方法制備了多種有應(yīng)用前景的碳材料，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.桃膠在不同溫度下一步直接碳化(N2保護(hù))制備了一系列多孔碳，并對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。多孔碳的比表面積可達(dá)924m2/g，孔容范圍在0.46-0.80cm3/g。將800℃制得的樣品用

2、于水體中重金屬鉛和鎘的吸附研究，結(jié)果表明，多孔碳對(duì)鉛和鎘的吸附動(dòng)力學(xué)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，吸附等溫線符合Langmuir等溫線模型，對(duì)鉛和鎘的最大吸附量分別為420.2mg/g和239.8mg/g。
　　2.以桃膠為碳源通過(guò)不完全碳化和濃硫酸磺化得到一種固體酸催化劑，并用于催化果糖轉(zhuǎn)化為5-羥甲基糠醛。我們對(duì)固體酸結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行了表征，并優(yōu)化了催化反應(yīng)的條件如反應(yīng)溫度、時(shí)間、用量等。當(dāng)果糖與催化劑用量比為2∶1，120℃微波反應(yīng)2m

3、in，5-HMF的產(chǎn)率最高可以達(dá)到93％，且固體酸可回收后重復(fù)利用3次。
　　3.桃膠預(yù)碳化后KOH活化制備了一系列微孔碳，調(diào)節(jié)KOH的與碳前體的用量比（2∶1和4∶1）及活化溫度(600℃-800℃)可以改變微孔碳的比表面積和孔容，所制備的微孔碳比表面積最高達(dá)到2455m2/g，孔容范圍0.61-1.32cm3/g。將微孔碳用于二氧化碳吸附，體現(xiàn)了良好的吸附性能。KOH與碳前體用量比為4∶1，700℃活化得到的樣品在0℃和25℃