生物基导电材料及其制备方法技术

本申请涉及一种生物基导电材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
生物基导电材料及其制备方法


[0001]本申请涉及生物质材料
，具体涉及一种生物基导电材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]生物质是自然界存在最多
、
分布最广的一类重要的有机化合物，主要由碳
、
氢
、
氧所组成
。
随着全球范围内煤和石油资源的消耗和污染问题的日益严重，人们寻找一种可再生的
、
洁净能源的需求越来越迫切
。
相比于化石能源，生物质能源具有分布广
、
总量大
、
无污染
、
可再生的特点
。
同时生物质资源因其可再生性及丰富的碳含量为生物基导电材料的发展提供了充足的原料来源
。
但一般生物质碳材料的导电性较差，想获得好的导电性往往要经过高温炭化等，生产成本较高
。
[0003]改变材料导电性的方法有很多种，包括材料参杂，界面修饰等
。
材料掺杂是一种常用的改变材料导电性的方法
。
在掺杂过程中，材料中引入了一些外部杂质，这些杂质可以增加材料的自由载流子浓度，从而提高材料的导电性能
。
掺杂的杂质可以是阴离子或阳离子，例如硼
、
铁
、
磷等
。
掺杂的优点是操作简单，成本低，而且可以实现大面积均匀掺杂，从而获得较高的导电性能
。
其缺点是掺杂可能会导致材料晶格结构的破坏，使得材料的机械性能和稳定性下降
。
界面修饰是一种通过改变材料表面与周围环境之间的相互作用，来调节材料导电性的方法
。
例如，通过在材料表面修饰一层导电性良好的材料，可以提高材料的导电性能
。
界面修饰的优点是可以在不改变材料本身结构的情况下，实现导电性的调节
。
但是，该方法通常需要制备复杂的材料，成本较高
。
[0004]因此，如何制备得导电性良好的生物基导电材料是目前亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述技术问题之一，本申请提供了一种生物基导电材料及其制备方法
。
本申请提供的方法利用微波电磁场效应与生物质材料作用，通过高选择性碳包覆使生物基导电材料的导电性得到了显著提升
。
[0006]第一方面，本申请提供了一种生物基导电材料，其包括生物质与碳源的反应产物，其中，所述碳源选自石脑油
、C6
‑
C16
的烷烃
、
聚
C2
‑
C8
烯烃中的一种或多种
。
[0007]在一些实施方式中，所述生物质包括糖类生物质和纤维素类生物质中的一种或多种
。
[0008]在一些实施方式中，所述糖类生物质包括单糖类生物质和多糖类生物质中的一种或多种
。
在一些实施方式中，所述糖类生物质包括萄糖
、
蔗糖
、
麦芽糖
、
海藻糖
、
松二糖
、
乳果糖
、
麦芽酮糖
、
淀粉
、
琼脂糖
、
葡甘露聚糖
、
菊糖
、
甲壳素
、
壳聚糖
、
低聚果糖
、
低聚半乳糖和低聚甘露糖中的一种或多种
。
[0009]在一些实施方式中，所述纤维素类生物质包括树干
、
树枝
、
木屑
、
锯末
、
玉米秸秆
、
稻草
、
甘蔗渣
、
麦秸
、
豆荚
、
棉秆
、
芒草和竹子中的一种或多种
。
[0010]在一些实施方式中，所述碳源选自重质石脑油和
/
或轻质石脑油
。
本申请对石脑油
的组成并无特别要求，本领域中常规使用的石脑油均适用于本申请
。
[0011]在一些实施方式中，所述碳源选自
C6
‑
C16
的直链或支链烷烃中的一种或多种
。
在一些实施方式中，所述碳源选自
C6
‑
C12
的直链烷烃
。
在一些实施方式中，所述碳源选自正己烷
、
正庚烷
、
正辛烷
、
正壬烷或正癸烷中的一种或多种
。
[0012]在一些实施方式中，所述碳源选自聚
C2
‑
C6
烯烃中的一种或多种
。
在一些实施方式中，所述碳源选自聚乙烯
、
聚丙烯或聚丁烯中的一种或多种
。
[0013]在一些实施方式中，聚
C2
‑
C6
烯烃分子量范围为
5000
‑
5,000,000g/mol(0.5
万
‑
500
万
g/mol)
，例如为1万
g/mol、5
万
g/mol、10
万
g/mol、15
万
g/mol、20
万
g/mol、25
万
g/mol、30
万
g/mol、35
万
g/mol、40
万
g/mol、45
万
g/mol、50
万
g/mol、70
万
g/mol、100
万
g/mol、150
万
g/mol、200
万
g/mol、250
万
g/mol、300
万
g/mol、350
万
g/mol、400
万
g/mol
或
450
万
g/mol。
在一些实施方式中，所述聚
C2
‑
C6
烯烃分子量范围为
30,000
‑
50,000g/mol。
[0014]在第二方面，本申请提供了一种生物基导电材料的制备方法，其包括使生物质与碳源在微波处理下进行反应，其中，所述碳源选自石脑油
、C6
‑
C16
的烷烃
、
聚
C2
‑
C8
烯烃中的一种或多种
。
[0015]本申请的专利技术人经过漫长的研究发现，微波提供的场效应相较于加热效应对特殊的反应起到更加决定性的因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物基导电材料，其包括生物质与碳源的反应产物，其中，所述碳源选自石脑油
、C6
‑
C16
的烷烃
、
聚
C2
‑
C8
烯烃中的一种或多种
。2.
根据权利要求1所述的生物基导电材料，其特征在于，所述生物质包括糖类生物质和纤维素类生物质中的一种或多种，优选地，所述糖类生物质包括单糖类生物质和多糖类生物质中的一种或多种，优选选自葡萄糖
、
蔗糖
、
麦芽糖
、
海藻糖
、
松二糖
、
乳果糖
、
麦芽酮糖
、
淀粉
、
琼脂糖
、
葡甘露聚糖
、
菊糖
、
甲壳素
、
壳聚糖
、
低聚果糖
、
低聚半乳糖和低聚甘露糖中的一种或多种，优选地，所述纤维素类生物质包括树干
、
树枝
、
木屑
、
锯末
、
玉米秸秆
、
稻草
、
甘蔗渣
、
麦秸
、
豆荚
、
棉秆
、
芒草和竹子中的一种或多种
。3.
根据权利要求1或2所述的生物基导电材料，其特征在于，所述碳源选自重质石脑油和轻质石脑油中的一种或多种；和
/
或所述碳源选自
C6
‑
C16
的直链或支链烷烃中的一种或多种，优选选自
C6
‑
C12
的直链烷烃，例如正己烷
、
正庚烷
、
正辛烷
、
正壬烷或正癸烷；和
/
或所述碳源选自聚
C2
‑
C6
烯烃中的一种或多种，优选选自聚乙烯
、
聚丙烯或聚丁烯中的一种或多种
。4.
一种生物基导电材料的制备方法，其包括使生物质与碳源在微波处理下进行反应，其中，所述碳源选自石脑油
、C6
‑
C16
的烷烃
、
聚
C2
‑
C8
烯烃中的一种或多种
。5.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述生物质的质量为
Mg
，所述微波处理的功率为
N W
，其中，
M:N
为
1:1
至
1:80
，优选为
1:35
至
1:60。6.
根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述微波处理的功率

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆熙，介翔宇，邓晶，
申请(专利权)人：武汉新碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：