通过热水过程将米转化为具有多孔结构的碳状材料
Sayaka Sugie1, Hirotaka Maeda2
1Department of Life Science and Applied Chemistry, Nagoya Institute of Technology, Gokiso-Cho, Showa-Ku, Nagoya, 466-8555, Japan.
概括
研究人员从大米中开发出先进的碳材料. 这些材料具有增强的多孔性和优良的三甲基胺吸附性,为废物生物质利用提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境化学环境化学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 从废弃生物质中热生产碳酸性材料往往会导致有限的特定表面积 (SSA) 和较差的孔隙性.
- 现有的方法努力优化结构,以提高吸附性能.
研究的目的:
- 从废弃的米中开发出一种具有优越的孔隙性和吸附能力的新型碳质材料.
- 研究热水条件,特别是酸性溶剂和温度对材料性能的影响.
主要方法:
- 米粉末在180°C的温度下经过热水处理,使用各种酸性溶剂 (盐酸,酸) 和蒸水.
- 用不同度的盐酸 (0.1-0.2 mol L-1) 来控制热水过程.
- 研究了热水温度对产生的材料多孔性的影响.
主要成果:
- 酸性溶剂,特别是0.1-0.2mol L−1盐酸,成功地抑制了二次燃烧相 (球体) 的形成.
- 用盐酸生产的无形碳质材料表现出众多的中相孔和显著更大的SSA (约. 在100 m2 g-1).
- 较高的热水温度对碳质材料的多孔性质产生了不利影响.
结论:
- 使用特定的酸性条件进行优化的热水处理,可以从大米中获得高孔度的无形碳酸性材料.
- 开发的材料表现出优异的三甲基胺吸附能力,突出其实际应用的潜力.
- 这项研究提出了一种可行的方法,用于将废弃物生物质提升为功能性多孔碳材料.
