玉米棒芯基多孔碳的制备及其二氧化碳吸附功能研究

成果简介：随着玉米产量的不断提高，玉米棒芯的大量产生。几千年来，玉米棒芯晒干后是一种很好的燃料，大部分玉米棒芯采用露天焚烧或用作柴禾的方法处理。玉米芯作为燃料燃烧后，释放CO2，形成循环，极大地减少了CO2在大气中的增加。并且，露天焚烧不仅严重污染环境，而且由于能见度降低而造成飞机航班延误、高速公路事故频发的事件时常见诸报端。玉米棒芯的主要成分及含量是纤维素占32%-36%、多缩戊糖占35%-40%、木质素占25%，其次还含有少量的灰分等。纤维素和半纤维素都是用途广泛的可再生资源。因此，玉米芯能就成为了我们首要选择。我国每年产生大量农业废弃物，因得不到有效利用占据了大量空间。如果能将这些生物质有效利用，不但能变废为宝，节约空间，更能创造更多的社会财富，一举多得。

   现有多孔碳质材料主要有沥青基球状活性炭、碳分子筛、蜂窝状活性炭、活性碳纤维、椰壳炭、超级活性炭、碳纳米管，富勒烯，石墨烯等几种。虽然这些材料都属于微孔材料，但是每种材料的孔结构、表面化学性质以及密度、外形结构、机械强度等物理性质存在很大差异,而且这些性质将直接影响其能否得以实际工程应用。此外，传统的制备方法采用的是强酸强碱，后处理污染环境严重，工艺流程复杂，成本高。

   基于以上研究背景，我们以农业废料中的玉米棒芯为原料，利用模板法及化学活化法的方法将其转化为优质超级多孔碳，并以制备的超级多孔碳为吸附剂，考察其对CO2的吸附-脱附性能，并结合其它物理化学性能，对所制备的多孔碳材料进行综合比较。玉米副产物玉米棒芯为原料制备三级多级孔碳材料，不但可以解决大量玉米的综合利用问题，而且可以变废为宝，提高资源利用率。

技术成熟度：小试                                        （延边大学）