一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法与流程

本发明属于无机新能源材料技术领域，具体涉及一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法。

背景技术：

随着新型冠状病毒在全球的肆虐，为了更好阻断人们之间的相互感染，口罩成为重要防护物资之一，而一次性口罩的使用量巨大，从而每天都会产生大量的废弃的一次口罩，充分利用废弃物，变废为宝是本专利的一大宗旨。一次性口罩主要分为内、中、外三层，内层为亲肤材质，即卫生纺布或无纺布，中间层位隔离过滤层，即超细聚丙烯纤维熔喷布材料，外层为特殊材质的抑菌层，即无纺布或超薄聚丙烯纤维熔喷布材料。可过滤空气中的微粒，阻碍飞沫、血液、体液分泌物微滴等，属于一次性使用，能阻隔大部分细菌、病毒等病原体。

多孔碳材料是有不同尺寸孔结构的炭素材料，其具有高度发达的比表面积和孔隙结构，其孔径大小可从分子大小的超细纳米级微孔到适用于微生物活动的纳米级细孔，按照国际纯粹与应用化学联合会(iupac)的规定，按其孔径的大小可分为微孔、中孔和大孔三种。作为一种新材料，其具有优异的物理化学性质，如导电、导热、耐高温、耐腐蚀，使其在催化、锂离子电池电极材料、吸附、储氨、电容器等领域展示出优异的应用前景，因此，大量研究工作都集中于此。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法，针对于大量废弃口罩的后处理以及在碳材料制备中的应用，利用废弃口罩作为原料，首先经过加热灭菌与灭病毒，而后经过中温的初步碳化处理，待结构稳定后，进行高温碳化处理，形成多孔碳凝胶材料，在储能、制造等领域有着极大的应用潜力。

本发明的目的是提供一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法，包括如下步骤：

s1、将废弃口罩进行低温加热；

s2、抽出一次性口罩的金属条；

s3、将生物灭活的废弃口罩在气氛保护炉中进行预炭化；

s4、经过高温碳化烧结，得到多孔碳凝胶材料。

优选地，所述s1具体为：在烘箱中进行低温加热，加热时间为6-12h。

优选地，低温加热至120℃。

优选地，所述预炭化具体为：使用惰性气氛保护，加热温度为350℃—450℃，加热时间为4-24h。

优选地，预炭化时长为4h，温度保持于350℃。

优选地，所述高温炭化过程为：使用惰性气氛保护，加热温度为700℃—1200℃，加热时间为1-24h。

优选地，加热温度为700℃，高温碳化烧结时长为24h。

优选地，所述废弃口罩为具有三层防护层的一次性医用口罩或一次性使用口罩或一次性防护口罩。

本发明具有的优点和积极效果是：

通过采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有工艺环保且满足可持续化发展的需求，所使用原料是目前亟待处理的废品，所得材料应用广泛，性能优良，产品质量稳定，在储能、制造等领域有着极大的应用潜力等优点。

附图说明

图1为优选实施例1得到多孔碳材料的吸脱附曲线图；

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1，本发明的技术方案为：

一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法，应用目前大量存在的废弃口罩作为原料，首先经过加热灭菌与灭病毒，而后经过中温的初步碳化处理，待结构稳定后，进行高温碳化处理，形成多孔碳凝胶材料，在储能、制造等领域有着极大的应用潜力。

具体步骤为：将废弃口罩在烘箱中进行低温加热，加热6-12h后保证各种微生物充分灭活；而后抽出一次性口罩的金属条；将生物灭活的废弃口罩在气氛保护炉中进行预炭化4-24h；而后经过高温碳化烧结，得到多孔碳凝胶材料。

废弃口罩包括一次性医用口罩、一次性使用口罩、一次性防护口罩等，其具有三层防护层。

灭活处理过程，主要针对于可能存在的细菌、病毒等微生物；加热温度65-120℃时间为6-12h。所使用的烘箱为非鼓风式。

预炭化过程，使用惰性气氛保护，加热温度为350℃—450℃，加热时间为4-24h。

高温炭化过程，使用惰性气氛保护，加热温度为700℃—1200℃，加热时间为1-24h。

废弃口罩在制备多孔碳凝胶材料中的应用过程，属于变废为宝的过程。

其中：

灭活处理过程，主要针对于可能存在的细菌、病毒等微生物；加热时间为6-12h。所使用的烘箱为非鼓风式。

预炭化过程，使用惰性气氛保护，加热温度为350℃—450℃，加热时间为4-24h。

高温炭化过程，使用惰性气氛保护，加热温度为700℃—1200℃，加热时间为1-24h。

实施例1

一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法，将废弃口罩在烘箱中进行低温加热，加热6-12h后保证各种微生物充分灭活；而后抽出一次性口罩的金属条；将生物灭活的废弃口罩在气氛保护炉中进行预炭化4-24h；而后经过高温碳化烧结，得到多孔碳凝胶材料。具体实施过程：

将废弃一次性医用口罩在烘箱中进行低温加热，120℃加热6h后保证各种微生物充分灭活；而后抽出一次性口罩的金属条；将生物灭活的废弃口罩在气氛保护炉中进行预炭化4h，温度保持于350℃；而后经过700℃高温碳化烧结24h，得到多孔碳凝胶材料。

实施例2

一种应用废弃口罩制备多孔碳凝胶材料中的方法，应用过程为同实施例1，具体实施过程：

将废弃一次性使用口罩在烘箱中进行低温加热，65℃加热6h后保证各种微生物充分灭活；而后抽出一次性口罩的金属条；将生物灭活的废弃口罩在气氛保护炉中进行预炭化4h，温度保持于450℃；而后经过1200℃高温碳化烧结1h，得到多孔碳凝胶材料。

实施例3

一种废弃口罩群在制备多孔碳材料中的应用，应用过程为同实施例1，具体实施过程：

将废弃一次性防护口罩在烘箱中进行低温加热，65℃加热6h后保证各种微生物充分灭活；而后抽出一次性口罩的金属条；将生物灭活的废弃口罩在气氛保护炉中进行预炭化12h，温度保持于350℃；而后经过1200℃高温碳化烧结24h，得到多孔碳凝胶材料。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

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