Page 77 - 化工安全生产与环保技术

化工安全生产与环保技术

述了生物质水热液化研究的最近进展，分析了生物质水热液化产物的分离流程，
重点说明了水热液化的四种产物（气体，水相产物，生物原油，固体残渣）的产
物特性和利用方式。

第三节 生物质炭材料的制备与应用

利用煤炭制备炭材料具有悠久的历史。炭材料作为催化剂载体、吸附剂、储
能材料及电极的潜在应用促使其不断发展，但煤炭资源的不可再生和其消耗量的
日益增大导致其作为炭材料的原料受到影响。利用环保、廉价、可再生的新资源
代替煤炭，满足对炭材料原料的巨大需求至关重要。生物质一直是人类赖以生存
的重要能源之一，在能源系统中有着重要的地位，高储能、可再生、低污染等特

点使其成为最具潜力的炭材料原料。生物炭的优势在于，与其他源自化学工艺的
炭材料相比，它的功能化很容易通过合成后的改性满足要求各异的实际应用。生
物炭材料的制备已逐渐受到人们的重视，其应用也已渗透到许多领域，包括环境

保护（水净化和气体净化）、催化剂、能量储存和转化等，但大部分的研发工作
及其应用仍处于起步阶段。
现阶段炭材料的制作成本较高，寻找价格低廉、种类丰富、可再生利用的植
物原料是目前研究的主要方向，已有研究涉及的原料主要有玉米芯、甜菜渣、棉
秆、花生壳、农业废料、甘蔗渣、椰子壳、大豆渣、油棕纤维和竹子等。一般，

植物生物质由４个主要组分组成：纤维素、半纤维素、木质素和水。这些植物原
料炭化后，根据其性质，可用于制备具有不同特征性能的炭材料，广泛应用于催
化、吸附剂、电池电极和超级电容器电极等方面。

一、生物质炭材料的制备及改性方法

相比于合成炭材料，生物质炭材料具有原料易得、成本低廉，更有实际应用
价值等优点。目前主要的炭材料制备方法有：直接炭化法、活化法、微波炭化法、
水热合成法、卤素侵蚀法、超临界侵蚀法、气相沉积法“物理气相沉积（PVD）

和化学气相沉积（CVD）”、模板法（软模板、硬模板）及电弧放电法等。而现
阶段较为成熟的炭材料制备方法为直接炭化法和活化法。

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