一种柱状木质素基胶囊泡沫炭及其制备方法和应用

《木质素-酚醛树脂基碳球的制备及其电化学性能的研究》篇一摘要：本文着重探讨了木质素-酚醛树脂基碳球的制备方法，以及其电化学性能的研究。

首先，我们详细介绍了制备过程中所采用的原料和实验方法；其次，我们分析了所制备的碳球的结构特性；最后，我们通过电化学测试评估了其性能，并与其他材料进行了比较。

本文的研究为木质素-酚醛树脂基碳球在电化学领域的应用提供了理论依据和实验支持。

一、引言随着科技的发展，碳材料因其优异的物理和化学性质在许多领域得到了广泛应用。

近年来，木质素-酚醛树脂基碳球因其独特的结构和良好的电化学性能，在超级电容器、锂离子电池等领域展现出巨大的应用潜力。

因此，研究其制备方法和电化学性能具有重要意义。

二、制备方法1. 材料与试剂本实验主要使用木质素、酚醛树脂等作为原料，以及其他必要的化学试剂。

所有材料均购自市场上的正规供应商，使用前未进行进一步处理。

2. 制备过程（1）将木质素与酚醛树脂按照一定比例混合，并加入适量的催化剂；（2）在一定的温度和压力下进行热处理，使原料发生聚合反应，形成碳球；（3）对制备的碳球进行洗涤、干燥等后处理，得到最终的木质素-酚醛树脂基碳球。

三、结构与性能分析1. 结构分析通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备的碳球进行形貌观察，发现其呈现出规则的球形结构，且具有较好的分散性。

利用X射线衍射（XRD）和拉曼光谱对碳球的结构进行分析，结果表明其具有较高的石墨化程度。

2. 电化学性能分析（1）循环伏安测试：通过循环伏安法对碳球进行电化学性能测试，结果表明其具有较高的比电容。

（2）恒流充放电测试：在不同的电流密度下进行恒流充放电测试，发现碳球具有较好的充放电性能和循环稳定性。

（3）交流阻抗测试：通过交流阻抗测试评估了碳球的电阻性能，结果表明其内阻较小，有利于提高电化学性能。

四、与其他材料的比较将木质素-酚醛树脂基碳球与其他碳材料进行比较，发现在相同的测试条件下，其电化学性能具有明显的优势。

木质素基碳材料催化剂的制备及应用研究进展木质素基碳材料催化剂是一种新兴的催化剂类型，具有良好的化学稳定性、高比表面积和多孔性等特点，因此在环境保护、能源转化、化学合成等领域具有广泛的应用前景。

本文将从制备和应用两方面综述木质素基碳材料催化剂的研究进展。

一、制备方法木质素基碳材料催化剂的制备方法主要包括炭化法、氧化炭化法、物理碳化法等。

其中，炭化法是最常用的制备方法之一。

该方法通过高温热解木质素前体，形成碳材料，并进行活化处理，以增加其比表面积和孔径分布。

氧化炭化法是在炭化法的基础上，将碳材料与氧化剂一同热处理，使其表面发生氧化反应，增加其官能团含量和催化性能。

物理碳化法则是将碳材料与活性物质混合后，在高温下进行物理吸附，以提高其催化性能。

二、应用领域1.环境保护领域木质素基碳材料催化剂在环境保护领域中的应用主要包括废水处理和空气净化两个方面。

废水处理方面，木质素基碳材料催化剂具有良好的吸附性能和生物相容性，可用于有机污染物的吸附和生物降解。

空气净化方面，木质素基碳材料催化剂能够将有害气体如SO2、NOx等转化为无害物质，净化空气质量。

2.能源转化领域木质素基碳材料催化剂在能源转化领域中主要应用于燃料电池和光催化领域。

在燃料电池中，木质素基碳材料催化剂可用于催化氧还原反应，提高燃料电池的效率和稳定性。

在光催化领域中，木质素基碳材料催化剂可用于吸收太阳能并将其转化为化学能，从而实现太阳能的高效利用。

3.化学合成领域木质素基碳材料催化剂在化学合成领域中具有广泛应用前景。

其具有良好的催化性能和可调控性，可用于有机合成、催化加氢等反应。

此外，木质素基碳材料催化剂还可用于药物合成、化妆品加工、食品添加剂等领域。

木质素基碳材料催化剂是一种具有广泛应用前景的新兴催化剂类型。

其制备方法多样，应用领域广泛，具有优异的催化性能和稳定性，是未来绿色化学和可持续发展领域的重要研究方向。

专利名称：一种木质素碳基柔性复合材料的制备方法及其在光催化合成木糖酸中的应用
专利类型：发明专利
发明人：马纪亮,孙润仓,李欣泽
申请号：CN202010819779.5
申请日：20200814
公开号：CN111992212A
公开日：
20201127
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种木质素碳基柔性复合材料的制备方法及其在光催化合成木糖酸中的应用，属于柔性光催化材料领域。

所述木质素碳基柔性复合材料的制备方法为：将工业木质素与氧化铜纳米带及氯化钴溶液混合，搅拌充分后超声脱泡，加入羧甲基纤维素与水搅拌均匀，采用导向冷冻干燥‑煅烧法制备得到木质素碳基柔性复合光催化材料，并将其应用于光催化合成木糖酸。

本发明合成的柔性复合光催化材料具有柔性好，活性高，可循环使用等优异性能，易于实现工业化生产。

申请人：大连工业大学
地址：116034 辽宁省大连市甘井子区轻工苑1号
国籍：CN
代理机构：大连东方专利代理有限责任公司
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111324181.X(22)申请日 2021.11.10(71)申请人 青岛农业大学地址 266000 山东省青岛市城阳区长城路700号(72)发明人 曲望达　赵子竹　梁晨　(74)专利代理机构 青岛合创知识产权代理事务所(普通合伙) 37264代理人 王晓晓(51)Int.Cl.C01B 32/05(2017.01)C04B 38/06(2006.01)B01J 20/20(2006.01)B01J 20/28(2006.01)B01J 20/30(2006.01)(54)发明名称一种绿色简便的木质素基泡沫碳及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种绿色简便的木质素基泡沫碳及其制备方法和应用。

所述制备方法直接使用木质素粉末为原料，制备过程中无需任何添加剂，仅通过一定的热处理条件即可将木质素粉末直接制备为泡沫碳，具体为：将木质素溶于稀酸中，剧烈搅拌后过滤，烘干得到去灰分的木质素；将木质素直接装入坩埚中用密封盖密封后，并在密封盖上打孔；将装有木质素的坩埚进行热处理，得到木质素泡沫块体；将木质素泡沫块体进行高温碳化处理，即制得木质素基泡沫碳。

本发明的制备方法绿色简便，避免了其他大多数前驱体制造泡沫碳所需的繁杂步骤。

同时制备得到的泡沫碳具有良好的导电性、较高的碘吸附值、抗压强度等良好性能。

因此，具有良好的性能和广泛的应用场景。

权利要求书1页 说明书6页 附图12页CN 113998682 A 2022.02.01C N 113998682A1.一种绿色简便的木质素基泡沫碳制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将木质素溶于稀酸中，剧烈搅拌后过滤，并进一步水洗、烘干得到去灰分的木质素；（2）将步骤（1）的木质素直接装入坩埚中，将坩埚用密封盖进行密封，并在密封盖上打孔；（3）将步骤（2）中置于坩埚中的木质素进行热处理，逐渐升温至目标温度并保温，初步制得木质素泡沫块体；（4）将步骤（3）的木质素泡沫块体进行高温碳化处理，逐渐升温至碳化温度并保温，即制得木质素基泡沫碳。

木质素基多孔炭材料的制备及应用研究进展
侯兴隆;许伟;刘军利
【期刊名称】《林产化学与工业》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】木质素是无定型态的高度交联的多酚芳香族聚合物,来源广泛,碳含量丰富,适合用于多孔炭材料的制备。

将木质素用于制备多孔炭是实现资源化利用,解决木质素难以大量高效利用而造成环境污染问题的重要途径。

本文主要介绍了近些年来,以木质素为炭前驱体,通过物理、化学活化法制备出的以微孔为主的活性炭及采用模板法制备出的介孔炭材料工艺研究情况,对比分析了不同方法制备的多孔炭材料的孔道结构及形貌特点,以及其应用在吸附、催化和电化学方面取得的进展。

【总页数】8页(P131-138)
【作者】侯兴隆;许伟;刘军利
【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所;南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ35
【相关文献】
1.多孔炭材料的制备及在废水处理中的应用研究进展
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3.碱木质素基多孔炭材料的制备及其在超级电容器中的应用
4.木质
素多孔炭的制备及应用研究进展5.木质素基多孔炭材料及其在水体净化中的应用研究进展
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自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭桂有才;左宋林;金凯楠【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2022(58)3【摘要】【目的】根据木质素结构特点,探究一种木质素基泡沫炭制备方法,为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。

【方法】以酶解木质素为碳质前驱体,以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂,在未添加发泡剂的情况下,经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭;采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构;通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标,探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。

【结果】热重分析结果表明,氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度,使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合,为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域,酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度,为木质素自发泡提供基础。

160~180℃是合适的发泡温度;氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率,酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。

在未添加发泡剂的情况下,采用自发泡方法制备出体积密度为0.26~0.46 g·cm^(-3)、孔隙率为74%~85%、开孔率为82%~94%以及比表面积为524~1055 m^(2)·g^(-1)的孔泡结构较均匀的高比表面积木质素基泡沫炭。

【结论】利用氯化锌催化木质素的热分解作用和木质素塑化等特性,可实现木质素自发泡,制备出发达孔泡结构的木质素泡沫炭,为木质素工业化利用提供一条新的技术路线。

【总页数】10页(P139-148)【作者】桂有才;左宋林;金凯楠【作者单位】南京林业大学化学工程学院【正文语种】中文【中图分类】S781.4【相关文献】1.KOH活化木质素制备高比表面积活性炭特性研究2.高硫煤基高比表面积活性炭的制备与表征3.木质素酚醛树脂基泡沫炭的制备及其油水分离性能4.基于不同发泡剂的木质素基泡沫炭的制备及性能研究5.高硫煤基高比表面积活性炭的制备因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910126575.0(22)申请日 2019.02.20(71)申请人 谭祖干地址 421500 湖南省衡阳市常宁市蓬塘乡排楼村铺里村民小组6号(72)发明人 谭祖干　(51)Int.Cl.C01B 32/05(2017.01)(54)发明名称一种生物质基泡沫炭的制备方法(57)摘要本发明涉及一种生物质基泡沫炭的制备方法，属于泡沫炭制备技术领域。

本发明以新鲜甘蔗为原料，将其压榨后和纤维素酶以及木聚糖酶混合后酶解，将得到的酶解产物依次用盐酸和氢氧化钠溶液处理后再加入高锰酸钾氧化反应，得到反应产物，接着将玻璃纤维粉碎后和反应产物混合后高速打浆处理，并将得到的浆料注入模具中，真空冷冻干燥处理后炭化，再将炭化粗品用碱液超声振荡浸泡，最终制得生物质基泡沫炭，本发明制得的泡沫炭开孔率高，散热性好，韧性佳，具有广阔的应用前景。

权利要求书1页 说明书5页CN 109761214 A 2019.05.17C N 109761214A权　利　要　求　书1/1页CN 109761214 A1.一种生物质基泡沫炭的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将泡沫炭坯体放入炭化炉中，在氮气保护下，炭化处理2～3h后出料，得到泡沫炭粗品，再将得到的泡沫炭粗品和质量分数为30%的氢氧化钠溶液按质量比为1:10混合后放入超声振荡仪中，超声振荡浸渍反应20～24h，反应结束后用去离子水冲洗3～5次，晾干后即得生物质基泡沫炭；所述泡沫炭坯体的制备步骤为：将得到的混合料放入高速打浆机中，高速打浆处理20～30min，得到泡沫炭基浆，再将得到的泡沫炭基浆注入模具中，再将模具放入真空冻干机，在-30～-20℃下冷冻干燥1～2h 后拆模，得到泡沫炭坯体；所述混合料的制备步骤为：称取玻璃纤维放入粉碎机中粉碎15～20min，得到玻璃纤维粉碎物，再将玻璃纤维粉碎物和上述反应产物混合后放入混料机中，混料处理30～40min得到混合料；所述反应产物的制备步骤为：（1）将得到的酶解产物和质量分数为15%的盐酸混合后装入带有搅拌器的反应釜中，升高反应釜的温度至40～50℃，启动搅拌器以200～300r/min的转速搅拌反应1～2h；（2）待搅拌反应结束后，再用浓度为0.2mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.0～8.5，再向反应釜中加入高锰酸钾，在30～35℃下继续搅拌反应1～2h，得到反应产物；所述酶解产物的制备步骤为：称取新鲜甘蔗放入压榨机中压榨处理20～30min，得到甘蔗压榨物，将甘蔗压榨物和纤维素酶以及木聚糖酶混合后放入酶解罐中，在28～32℃下酶解12～14h，得到酶解产物。