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木质素碳化物的应用分析

发布时间:2018-5-30 17:05:30      点击次数:362

  木质素作为地球上存在最丰富的可再生资源之一,也是纸浆造纸工业最常见的副产物。随着木质素的开发不断深入,其作用也被越来越多人多重视。近年来,木质素材料已经在吸附材料•●、电极材料•●、碳纤维•●、塑料改性•●、色素炭黑等领域得到了广泛的应用。

木质素

  木质素中包含大量苯基丙烷和不饱和双键,芳构化程度较高,具有高的碳含量和高储能量,同时具备可再生,无污染等优点。因此,木质素现已成为制备活性炭•●、催化剂载体•●、电极材料•●、碳纤维等方面的潜力材料。现在,国内外对木质素的炭化研究主要集中在以下四个方面:

  一•●、碳纤维

木质素因价廉易得•●、可再生而成为制造低成本碳纤维的理想原料。以木质素为原料制备碳纤维,化学家通常采用高温炭化工艺法。多年以来,国内外化学家们通过众多实验,在高温环境下得到了碳纤维越来越趋于完美。

二•●、活性炭

  目前黑液木质素最为现实可行的应用领域是将其制备成活性炭。木质素具有较高的碳含量和与烟煤相似的分子结构,与纤维素炭相比具有更多的孔隙,可以作为生产活性炭理想的前驱体。木质素制备活性炭的方法主要为物理活化法和化学活化法。物理活化法是将原料在无氧环境下先炭化,生成非多孔的焦炭,炭化温度一般为 600℃;再利用气体进行炭的氧化反应,形成发达的多微孔结构,活化温度一般在 800℃~900℃之间,常用气体有水蒸气和二氧化碳。该方法反应条件温和,对设备材质要求不高,对环境无污染。

  物理活化法由于其时间长,能耗高,因此近年来,许多关于活性炭的研究更倾向于化学活化法。化学活化法具有反应温度低•●、一步完成•●、产率较高和比表面积大等优点。化学活化法是将活化剂如磷酸•●、氯化锌等与原料在惰性气体中混合,同时进行炭化和活化。

  三•●、炭黑

  炭黑可作为黑色染料,制造中国墨•●、油墨•●、油漆等,也可做橡胶的补强剂,利用木质素制备炭黑为木质素的有效利用又增加了一条实用的新途径。化学家们已经使用木质素制成的炭黑应用于多个领域。

  四•●、焦炭

  通过木质素直接炭化制备焦炭,相比较于以往的炭化和活化的方法,制备工艺更加简化,制备成本更低。以木质素制备焦炭,有调控热解温度•●、水热法•●、高温炭化•●、添加催化剂等多种方法。不同的方法得到了焦炭物理和化学性质也各有不同。

  此外,以木质素制成的树脂基炭泡沫具有很大的孔和棱柱,其炭形态为难以石墨化的玻璃态炭,因此密度低,绝热性能优异,广泛应用于绝热•●、过滤和催化剂等领域。

 

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