一种热解麦秸秆制备的纳米碳材料及其制备方法

摘要

本发明是利用热解生物质麦秸秆原料来制备纳米碳材料，所采取的技术方案是利用两段管式气氛炉先在第一段炉中450～700℃下将麦秸秆粉术热解，然后热解气经过第二段炉在催化剂催化下于一定温度范围内下裂解来制备纳米碳材料。通过该法选用不同的催化剂可以制备出不同的纳米碳材料，该法制备纳米碳材料时生物质利用率高，工艺简单，成本低廉，易于实现工业化生产，绿色无公害，本发明不会造成环境污染。

主权项

一种热解麦秸秆制备纳米碳材料的方法，其特征在于包括以下步骤：1)先将麦秸秆经质量浓度为30～36％的稀盐酸浸泡后在烘箱里烘干，然后用粉碎机粉碎后通过50目筛过筛，过筛后的麦秸秆粉末备用；2)催化剂的制备；化合物化学表达式为AMLO；化学计量比称取含A、M和L的盐类化合物，含A的化合物为Mg(NO₃)₂·6H₂O或La(NO₃)₃·6H₂O，M是Ni，L是Fe或者Co或者Cu，O为氧元素；其中A和(M+L)的摩尔比为1∶1或2∶1，将其溶解到固液质量比1∶6的水中或乙醇中，然后再加入过量的络合剂，络合剂为柠檬酸，然后在50～200℃下将上述溶液加热蒸发，最后发生自燃生成黑色粉末状物质，然后将其在400～1000℃于空气气氛中煅烧1～4h，将煅烧后的黑色颗粒进行研磨即得所需催化剂；3)选用双温区管式反应炉，第一段炉中在小瓷舟内放入1～5g步骤1)所得麦秸秆粉末原料，第二段炉中放入0.1～1g步骤2)所得的催化剂，第一段炉炉温设定为450～750℃，第二段炉设定为450～750℃，先向系统中通入100～300mL min^‑1的N₂，使第一、第二段炉在氮气气氛中同时升至相应的温度，N₂不停止通入的条件下，然后向系统中同时通入50～100mL min^‑1的H₂40～60分钟，之后两段炉均保温0.5～2h，然后关掉电源使系统在N₂气氛中使反应系统缓慢冷却后即得纳米碳材料。