(4)將步驟(3)中得到的固體，用0.5mo I/L HCI溶液浸泡，磁力攪拌0.5h，用60 °C熱去離子水反復(fù)抽濾洗滌，pH=6左右，于110°C恒溫干燥12h，即得到最終產(chǎn)物；
[0044](5)實驗顯示，本實施制備的碳材料吸附劑，對25mL的ABE發(fā)酵液(丁醇12g/L，丙酮6g/L，乙醇2g/L)進行靜態(tài)搖瓶吸附，0.25g該吸附劑在25min中內(nèi)吸附基本達到飽和，對丁醇吸附量為250.22mg/g。吸附劑的比表面積為2176m2/g，孔容1.0cm3/g，丁醇與丙酮之間的分離因子為8。
[0045]實施例3:以玉米芯為原料制備碳材料吸附劑
[0046](I)以玉米芯為原料，經(jīng)機械粉碎后，與過氧化氫、去離子水按1: 0.01:10的質(zhì)量比超聲混勻，加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放入到200°C電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱不完全水熱反應(yīng)20h，自然冷卻至室溫；
[0047](2)將固體產(chǎn)物采用去離子水反復(fù)抽濾清洗至洗滌液無色，pH = 6左右，將得到的固體產(chǎn)物在真空干燥箱110°C、真空度為-0.09mbar條件下烘干I Ih;
[0048](3)將步驟(2)中得到的碳微球材料與60g/L氯化鋅水溶液(碳微球與氯化鋅質(zhì)量比為^衫昆合均勻后’靜置處^⑴^烘干^^放入管式爐’通入氮氣’在氮氣保護下’升溫速率為8°C/min，720°C下熱處理2h，自然冷卻至室溫；
[0049](4)將步驟(3)中得到的固體，用0.5mol/L HCl溶液浸泡，磁力攪拌0.5h，用70°C熱去離子水反復(fù)抽濾洗滌，pH=6左右，于110°C恒溫干燥12h，即得到最終產(chǎn)物；
[0050](5)實驗顯示，本實施制備的碳材料吸附劑，對25mL的ABE發(fā)酵液(丁醇12g/L，丙酮6g/L，乙醇2g/L)進行靜態(tài)搖瓶吸附，0.25g該吸附劑在25min中內(nèi)吸附基本達到飽和，對丁醇吸附量為353.83mg/g。吸附劑的比表面積為2602m2/g，孔容1.6cm3/g，丁醇與丙酮之間的分離因子為10.1。
[0051 ]實施例4:以玉米芯為原料制備碳材料吸附劑
[0052](I)以玉米芯為原料，經(jīng)機械粉碎后，與過氧化氫、去離子水按1:0.05:10的質(zhì)量比超聲混勻，加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放入到180°C電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱不完全水熱反應(yīng)13h，自然冷卻至室溫；
[0053](2)將固體產(chǎn)物采用去離子水反復(fù)抽濾清洗至洗滌液無色，pH = 6左右，將得到的固體產(chǎn)物在真空干燥箱100°C、真空度為-0.09mbar條件下烘干12h;
[0054](3)將步驟(2)中得到的碳微球材料與55g/L氯化鋅水溶液(碳微球與氯化鋅質(zhì)量比為1: 0.5)混合均勾后，靜置6h，105°C烘干14h，放入管式爐，通入氮氣，在氮氣保護下，升溫速率為5°C/min，725°C下熱處理2h，自然冷卻至室溫；
[0055](4)將步驟(3)中得到的固體，用0.lmol/L HCl溶液浸泡，磁力攪拌I.5h，用60°C熱去離子水反復(fù)抽濾洗滌，pH=6左右，于120°C恒溫干燥12h，即得到最終產(chǎn)物；
[0056](5)實驗顯示，本實施制備的碳材料吸附劑，對25mL的ABE發(fā)酵液(丁醇12g/L，丙酮6g/L，乙醇2g/L)進行靜態(tài)搖瓶吸附，0.25g該吸附劑在25min中內(nèi)吸附基本達到飽和，對丁醇吸附量為230.22mg/g。吸附劑的比表面積為2002m2/g，孔容0.8cm3/g，丁醇與丙酮之間的分離因子為8。
[0057]實施例5:以玉米芯為原料制備碳材料吸附劑
[0058](I)以玉米芯為原料，經(jīng)機械粉碎后，與過氧化氫、去離子水按1:0.1:10的質(zhì)量比超聲混勻，加入到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜放入到220°C電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱不完全水熱反應(yīng)I Ih，自然冷卻至室溫；
[0059](2)將固體產(chǎn)物采用去離子水反復(fù)抽濾清洗至洗滌液無色，pH = 6左右，將得到的固體產(chǎn)物在真空干燥箱110°C、真空度為-0.09mbar條件下烘干12h，；
[0060](3)將步驟(2)中得到的碳微球材料與80g/L氯化鋅水溶液(碳微球與氯化鋅質(zhì)量比為1:3)混合均勻后，靜置611，105°(:烘干1411，放入管式爐，通入氮氣，在氮氣保護下，升溫速率為200C/min，745°C下熱處理2h，自然冷卻至室溫；
[0061 ] (4)將步驟(3)中得到的固體，用0.25moI/L HCl溶液浸泡，磁力攪拌2.0h，用60 °C熱去離子水反復(fù)抽濾洗滌，pH=6左右，于80°C恒溫干燥12h，即得到最終產(chǎn)物；
[0062] (5)實驗顯示，本實施制備的碳材料吸附劑，對25mL的ABE發(fā)酵液(丁醇12g/L，丙酮6g/L，乙醇2g/L)進行靜態(tài)搖瓶吸附，0.25g該吸附劑在25min中內(nèi)吸附基本達到飽和，對丁醇吸附量為330.22mg/g。吸附劑的比表面積為2480m2/g，孔容1.65cm3/g，丁醇與丙酮之間的分離因子為9.0。
【主權(quán)項】
1.一種吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)以生物質(zhì)為原料，經(jīng)機械粉碎后，與過氧化氫、去離子水超聲混勻，加入到反應(yīng)釜中進行水熱反應(yīng)，再自然冷卻至室溫； (2)將步驟(I)所得產(chǎn)物采用去離子水反復(fù)抽濾清洗至洗滌液無色且洗滌液pH值為6，再烘干得到碳微球材料； (3)將步驟(2)中得到的碳微球材料與氯化鋅水溶液混合均勻后，靜置，烘干，放入管式爐，通入氮氣，在氮氣保護下，以5-20°C/min的升溫速率升溫到600-760°C，再在該溫度條件下熱處理l-4h，自然冷卻至室溫； (4)將步驟(3)得到的固體，用鹽酸浸泡，攪拌0.5-2h，用40-80°C的去離子水反復(fù)抽濾洗滌至洗滌液PH值為6，干燥，即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的生物質(zhì)為農(nóng)作物秸桿、玉米芯、稻草、樹葉、樹皮、木肩和藻類中的任意一種或幾種的組入口 ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述生物質(zhì)與過氧化氫、去離子水的質(zhì)量比為1: 0.01-0.1:1O，水熱反應(yīng)的溫度為180-220 °C，反應(yīng)時間16-24h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的烘干條件為:相對真空度低于-0.09mbar，溫度90-110°C，干燥時間為10-16h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的氯化鋅水溶液中氯化鋅濃度為20-100g/L;碳微球材料與氯化鋅的質(zhì)量比為1-2:1-3。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，靜置時間為2_6h;烘干溫度為90-120 0C，烘干時間為10-14h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附丁醇的碳材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述鹽酸濃度為0.1-0.5mol/l，干燥條件為80-120°C恒溫干燥10_12h。8.權(quán)利要求1?7中的任意一項制備方法制備得到的碳材料。9.權(quán)利要求8所述的碳材料在吸附丁醇中的應(yīng)用。10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的吸附丁醇是指從ABE發(fā)酵液中吸附丁醇。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種吸附丁醇的碳材料的制備方法，以生物質(zhì)為原料，經(jīng)機械粉碎后，與過氧化氫、去離子水超聲混勻，加入到反應(yīng)釜中進行水熱反應(yīng)，再自然冷卻至室溫；將所得產(chǎn)物采用去離子水反復(fù)抽濾清洗至洗滌液無色且洗滌液pH值為6，再烘干得到碳微球材料；將碳微球材料與氯化鋅水溶液混合均勻后，靜置，烘干，放入管式爐，通入氮氣，在氮氣保護下升溫到600-760℃，熱處理1-4h，自然冷卻至室溫；將得到的固體，用鹽酸浸泡，攪拌，用去離子水反復(fù)抽濾洗滌至洗滌液pH值為6，干燥，即得。本發(fā)明所需原料廉價易得，制備方法簡單，得到的碳材料吸附劑對于ABE發(fā)酵液中的丁醇具有較好吸附選擇性以及較大的吸附量。
【IPC分類】B01J20/20, B01J20/30, C07C29/76, C07C31/12
【公開號】CN105617992
【申請?zhí)枴緾N201610160828
【發(fā)明人】應(yīng)漢杰, 季迎春, 吳菁嵐, 周精衛(wèi), 莊偉
【申請人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月21日