液氮冷冻-真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能

为了提高工业废弃生物质的附加值和进一步改善木质素高温热解炭的导电性能,笔者通过简单的液氮冷冻-真空解冻预处理结合高温碳化的方法将玉米秸秆中提取的酶解木质素制备成具有更高导电性能的木质素导电炭材料(PLC)。通过电阻率测试探究了不同碳化温度、碳化保温时间以及预处理时间对导电炭电阻率的影响,同时采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和拉曼光谱等测试手段对不同碳化保温时间下炭材料的石墨化程度以及导电性能进行了评价。结果表明:经过预处理后的木质素能够在高温条件下热解碳化形成石墨化程度更高、导电性更好的炭材料,在热解温度为1000℃、碳化时间为1 h时,PLC电阻率就能达到0.112Ω·cm。同时,PLC均为过渡态炭且含有少量氮元素,在高温条件下随着碳化保温时间增加,其无定形结构增加,有序性减小,导电性能和炭产率同步降低。因此,PLC能够充分地节省时间成本,从而提高工作效率。