【摘 要】
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随着中医药事业的蓬勃发展,中药固废年产量近亿吨,中药固废的排放和处置已成为制约我国中医药产业绿色发展一大难题。中药中有大量植物源药材,含碳量高,是良好的碳材料前驱体。以中药固废为原料制备多孔炭用于CO2吸附和超级电容器电极对于中药固废的处置及碳减排具有重要意义。以典型中药固废——甘草药渣为例,开展了以下研究:（1）甘草药渣、药材水热炭化及其三相产物特性影响规律。研究发现所需产物仅为固相水热炭时,煎
【基金项目】
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国家重点研发计划“2019YFC1906603中药固废全组份高值化转化技术及示范”；
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随着中医药事业的蓬勃发展,中药固废年产量近亿吨,中药固废的排放和处置已成为制约我国中医药产业绿色发展一大难题。中药中有大量植物源药材,含碳量高,是良好的碳材料前驱体。以中药固废为原料制备多孔炭用于CO2吸附和超级电容器电极对于中药固废的处置及碳减排具有重要意义。以典型中药固废——甘草药渣为例,开展了以下研究:（1）甘草药渣、药材水热炭化及其三相产物特性影响规律。研究发现所需产物仅为固相水热炭时,煎煮处理的影响较小。240～270°C是较优的水热炭化反应温度,此温度区间内原料基本炭化完全且能量损耗较小,水热炭产率为36.18%～43.26%,270°C得到的水热炭比表面积为3.88 m~2/g,需要进一步活化改性以提升孔隙结构。（2）采用氮掺杂辅助水热炭化-KOH活化两步法制备了用于CO2吸附的掺氮多孔炭,研究发现600°C活化下的多孔炭具有较高的CO2吸附容量（6.43 mmol/g,0°C和1 bar）、CO2/N2选择性（21.3）和初始等量吸附热（28.7 k J/mol）。CO2吸附能力由0.7 nm以下的超微孔体积和氮含量共同决定,在25°C和1 bar下,吸附剂的氮含量,特别是吡啶酮氮含量与CO2吸附容量呈现较强线性相关性。（3）采用高浓度ZnCl2盐模板辅助水热炭化-高温热解两步法制备了用于电容器电极的分级多孔炭,发现ZnCl2模板在水热过程中起制孔和稳定作用,有利于介孔/大孔结构形成;在热解过程中起活化作用,有利于微孔结构形成。700°C热解下的分级多孔炭在三电极体系测试下比电容为248 F/g（电流密度1 A/g）,组装的对称型超级电容器能量密度为4.2 Wh/kg。
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