葡萄糖协同水热碳化虾壳对活性炭孔隙发育的显著调控作用

本文创新性地研究了虾壳（SS）与葡萄糖共水热碳化（HTC）及K2C2O4活化对活性炭（AC）孔隙结构的调控机制。发现HTC预处理通过促进有机物芳构化将AC产率从5.6%提升至10.3%，而葡萄糖共HTC进一步将比表面积增至1326.6 m2/g，并实现微孔（80.3%）与介孔协同优化，显著增强亚甲基蓝吸附性能。研究为甲壳类废弃物高值化利用提供了新策略。

　　

亮点

虾壳与葡萄糖的协同水热碳化处理通过双重机制优化活性炭性能：既保留芳香化有机物的热稳定性，又通过葡萄糖衍生脂肪族化合物扩充孔隙网络，形成"微孔为主、介孔为辅"的理想吸附结构。

材料

实验采用中国本地红虾壳（0.2-2 mm），与麦克林生化公司的K₂C₂O₄活化剂及阿拉丁葡萄糖进行共水热反应。

产物分布

水热碳化使虾壳失重42.5%（产率57.5%），灰分占比从34.4%升至56.1%。有趣的是，葡萄糖加入后固体产率逆势增长至64.4%，证明糖类在200℃水热环境中成功转化为碳骨架前驱体。

结论

研究揭示：1）直接活化虾壳获得超高比表面积（1593.2 m²/g）但产率仅5.6%；2）单纯HTC处理虽提升产率却导致介孔泛滥（71.7%）；3）葡萄糖共HTC创造"鱼与熊掌兼得"效果——产率与微孔率（80.3%）同步提升，SiO₂包裹效应则意外保留了有益介孔。这种"糖壳共碳化"策略为设计定制化多孔碳材料开辟新途径。