[发明专利]一种萝卜衍生的氮掺杂的分级多孔炭及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种萝卜衍生的氮掺杂的分级多孔炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将萝卜去皮洗净后烘干，粉碎成粉末；

（2）将其浸入金属盐活化剂的饱和水溶液中，将上述混合液进行水热炭化或干燥后直接热解炭化，得到炭固体粉末；

（3）将上述得到的炭固体粉末进行活化处理；再经过盐酸洗及去离子水洗至中性后干燥，得到黑色粉末；

（4）将上述黑色粉末在氨气气氛下管式炉中于700-1000℃下处理1-3小时，然后随炉冷却到室温，最终得到氮掺杂的分级多孔炭。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所用的萝卜为成熟或未完全成熟的白萝卜、红萝卜、水萝卜。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的金属盐活化剂为钠、锌、铁中的一种或几种的混合金属盐饱和溶液；更优选为氯化钠和氯化锌，氯化钠和氯化铁，氯化锌和氯化铁，氯化钠、氯化锌和氯化铁的混合饱和溶液。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的水热炭化的温度为160~220℃，所述的水热炭化的时间为6~24h；所述的热解炭化的条件为在氮气或氩气下400~700℃低温处理1-3h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的活化处理为将炭固体粉末用氢氧化钾进行活化，活化温度为550℃，活化时间为1-3h，氢氧化钾与炭固体粉末的质量比为2:1；所得活化产物置于盐酸溶液中搅拌洗涤，然后去离子水洗涤、干燥后，得到黑色粉末；所述盐酸溶液的浓度为1~3 mol/L。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，升温速率是5~10℃/min。

7.权利要求1-6中任一项所述的制备方法制备得到的萝卜衍生的氮掺杂的分级多孔炭，其特征在于，具有丰富的微孔、介孔和大孔结构，氮元素的原子百分含量为 0.1-5 at%，比表面积高达为1074.98-1756.68 m² g^-1，表征石墨化度指标I_D/I_G为1.08-1.16。

8.权利要求7所述的萝卜衍生的氮掺杂的分级多孔炭用于制备锂电、燃料电池及超级电容器的电极材料。