采用生物質(zhì)制備活性炭，原料成本低，椰殼、核桃殼、松子殼等果殼以及秸稈、木屑、污泥、廢棄蔬菜等廢棄物都可以用作原料，但對這些原料的預(yù)處理活化過程的能耗過高，制約了生物質(zhì)生產(chǎn)活性炭的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

“雙碳”目標的時代背景下，減少碳排放已經(jīng)成為共識。然而我們的生活中卻片刻也離不開碳，就連我們?nèi)祟惐旧硪彩翘蓟?，目前與我們生活、生產(chǎn)相關(guān)的絕大部分碳，來源于煤炭、石油等化石資源，這些資源在生產(chǎn)中會帶來碳排放。因此，研發(fā)和推廣可替代化石資源的再生碳資源用于碳基材料的制備，對“雙碳”目標的實現(xiàn)至關(guān)重要。

近日，合肥工業(yè)大學機械工程學院馬培勇副教授研究團隊，在生物質(zhì)熱解制備碳材料方面取得了重要進展，他們的新方法能用更低能耗實現(xiàn)生物質(zhì)制炭。相關(guān)研究成果發(fā)表在工程技術(shù)類國際著名期刊《生物資源技術(shù)》上。

制備活性炭的生物質(zhì)來源廣泛

活性炭是生活和生產(chǎn)中經(jīng)常能夠遇到的一種典型碳材料?；钚蕴烤哂泻芨叩谋缺砻娣e、可調(diào)控的孔隙結(jié)構(gòu)，在吸附、催化、儲能等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。“活性炭的具體應(yīng)用場景非常豐富，在居家生活中，活性炭可用于除臭、去除裝潢后殘留的甲醛等;在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)定向調(diào)控的活性炭，可以作為催化劑、催化劑的載體、電極材料以及超級電容器等;在環(huán)境保護領(lǐng)域，活性炭可用于污水凈化、煙氣脫硫脫硝等。”馬培勇告訴記者，在“雙碳”背景下，活性炭在二氧化碳捕集方面也具有較好的應(yīng)用前景。

馬培勇表示，生物質(zhì)是一個廣泛的概念。所有的直接或間接利用綠色植物光合作用獲得的有機質(zhì)都稱為生物質(zhì)，包括植物、動物、微生物，以及它們所產(chǎn)生的廢棄物，如動物糞便等。“由于生物質(zhì)是含碳的有機質(zhì)，因此理論上所有的生物質(zhì)都可以作為制備活性炭的材料。然而考慮到成本與儲量，以農(nóng)林廢棄物為代表的木質(zhì)纖維素是較為理想的活性炭原料。”他說，生物質(zhì)原料的組分和結(jié)構(gòu)對活性炭的性能有較大影響，目前椰殼、核桃殼、松子殼等果殼原料，在制備高比表面積的活性炭方面已經(jīng)取得了很好的效果。

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