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【24h】

Valorization of Lignin Waste: Carbons from Hydrothermal Carbonization of Renewable Lignin as Superior Sorbents for CO2 and Hydrogen Storage

机译：木质素废料的增值：可再生木质素的水热碳化产生的碳，可作为二氧化碳和氢存储的优良吸收剂

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This report presents the preparation of renewable carbons from hydrothermally carbonized lignin waste. The hydrothermally carbonized mineral-free lignin-derived hydrochar was activated with KOH to yield carbons with surface area of 1157-3235 m2 g~(-1) and pore volume of 0.59-1.77 cm~3 g~(-1). Activation at KOH/carbon = 2, generates highly microporous carbons (≥97% micropore surface area and 93% micropore volume), which exhibit excellent CO2 uptake capacity; up to 4.6 mmol g~(-1) at 1 bar and 25 ℃, and 17.3 mmol g~(-1) at 20 bar and 25 ℃, whereas at 0 ℃ and 1 bar, they store up to 7.4 mmol g~(-1). Activation at KOH/carbon = 4 can generate carbons with surface area and pore volume of up to 3235 m2 g~(-1) and 1.77 cm3 g~(-1), respectively, which have hydrogen uptake of up to 6.2 wt % at -196 ℃ and 20 bar. The simplicity of hydrothermal carbonization in generating hydrochars suitable for activation from readily available lignin waste, without the need for a demineralization step, makes these carbons attractive as gas storage materials for energy related applications. Furthermore, the lignin-derived carbons offer advantages with respect to attainable porosity and gas storage capacity compared to other forms of biomass (e.g., cellulose)- derived carbons.
机译：该报告介绍了从水热碳化木质素废物中制备可再生碳的方法。用KOH活化水热碳化的无矿物质木质素衍生的碳氢化合物，得到的碳表面积为1157-3235 m2 g〜（-1），孔体积为0.59-1.77 cm〜3 g〜（-1）。在KOH /碳= 2时活化，生成高度微孔的碳（微孔表面积≥97％和微孔体积93％），具有出色的CO2吸收能力;在1 bar和25℃时最高可达4.6 mmol g〜（-1），在20 bar和25℃时最高可达17.3 mmol g〜（-1），而在0℃和1 bar时，最高可达7.4 mmol g〜（ -1）。在KOH /碳= 4的活化下可以生成表面积和孔体积分别高达3235 m2 g〜（-1）和1.77 cm3 g〜（-1）的碳，这些碳在90％的氢气下吸收高达6.2 wt％。 -196℃和20 bar。水热碳化在产生适于由容易获得的木质素废料活化的碳氢化合物中的简单性，而无需脱矿质步骤，使得这些碳作为用于能源相关应用的储气材料具有吸引力。此外，与其他形式的生物质（例如，纤维素）衍生的碳相比，木质素衍生的碳在可获得的孔隙率和气体存储能力方面具有优势。

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