1.一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,包括以下具体步骤:S1、烟草废弃物质的预处理:
选取烟叶茎杆和低次烟叶废弃物质,洗净,烘干,破碎,获得预处理烟草废物粉末;
S2、配置烟草混合溶液:
将固态氮源和硼源物质加入到足量的去离子水中,搅拌制备成浓度为1~3mol/L的混合溶液,将步骤S1中得到的预处理烟草废物粉末浸入混合溶液,搅拌后浸渍12h,获得烟草混合溶液;
所用的氮源为季氨碱,所用的硼源为硼氢化钾,季氨碱和硼氢化钾的质量比为1:1~1:
2,预处理烟草废物粉末与季氨碱和硼氢化钾的质量比为1:1~1:1.5;
S3、制备氮硼共掺杂生物碳材料:
将所述步骤S2中得到的烟草混合溶液倒入高压反应釜中,密闭后进行加热,加热时长为4~6h,反应结束后进行过滤、烘干得到氮硼共掺杂生物碳;
S4、制备烟草基氮硼掺杂多孔碳材料:
将步骤S3中得到的氮硼共掺杂生物碳和纳米碳酸钙粉末混合后放入球磨机中研磨
30min,之后将研磨后的混合粉末放入电阻式管式炉中,在惰性气体氛围下,对反应物进行活化,活化后在惰性气体气氛下自然冷却至室温,得到未去除模板的烟草基氮硼掺杂多孔碳;
将未去除模板的烟草基氮硼掺杂多孔碳放入到100℃去离子水中并加入酸溶液进行煮洗,取出后用去离子水洗涤至中性,得到烟草基氮硼掺杂多孔碳;
S5、制备金属氢氧化物/烟草废物基氮硼掺杂多孔碳复合电极材料:将锌盐溶解在去离子水中制备锌盐溶液,将步骤S4中得到的烟草基氮硼掺杂多孔碳干燥研磨处理后,在锌盐溶液中进行超声分散,对混合溶液进行加热处理之后,将浓碱溶液喷淋进混合溶液的同时对其进行搅拌,待溶液的pH值达到7~8时停止加热和搅拌,对产物进行过滤洗涤干燥后,得到金属氢氧化物/烟草废物基氮硼掺杂多孔碳复合电极材料。
2.根据权利要求1所述的一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,在所述步骤S1中,烟叶茎杆和低次烟叶废弃物质生长时长在120天以上。
3.根据权利要求1所述的一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,在所述步骤S3中,加热温度为150~190℃。
4.根据权利要求1所述的一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,在所述步骤S4中,氮硼共掺杂生物碳与纳米碳酸钙的质量比为1:1~1:3。
5.根据权利要求1所述的一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,在所述步骤S4中,管式炉的升温速率为10℃/min,活化温度为500~700℃,活化时间1~2h。
6.根据权利要求1所述的一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,在所述步骤S4中,酸溶液为0.5mol/L的稀盐酸溶液,煮洗时间为2~4h。
7.根据权利要求1所述的一种烟草废物高价值转化再利用的方法,其特征在于,在所述步骤S5中,锌盐为氯化锌,浓碱溶液为氢氧化钾溶液,其中碳、锌、钾元素的摩尔比为1:1:2。