[发明专利]一种海藻酸盐基多孔炭及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：具体步骤为：

将前驱体置于管式炉中，通入保护气，加热进行碳化；

将碳化后的产物进行洗涤、干燥，再与化学活化剂溶液进行浸渍；

浸渍后在保护气氛下加热进行活化，活化后洗涤得到海藻酸盐基多孔炭；

所述前驱体为钙改性的海藻酸盐；

钙改性的海藻酸盐的制备方法为：

具体步骤为：分别将可溶性海藻酸盐和可溶性钙盐溶于水得到海藻酸盐溶液、钙盐水溶液；

将钙盐溶液加入海藻酸盐溶液中在加热的条件下进行搅拌，所得固体产物即为钙改性的海藻酸盐前驱体；

海藻酸盐溶液中可溶性海藻酸盐与去离子水的质量比为1:40～1:100；

钙盐溶液中可溶性钙盐与去离子水的质量比为1:25～1:100；

海藻酸盐与可溶性钙盐的质量比为1:1～12:1；

通过控制海藻酸盐与钙盐混合的质量比，碳化后就能够获得具有不同孔结构的多孔炭材料；所述孔结构为大孔-中孔-微孔三维分布的结构。

2.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：可溶性海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸镁和海藻酸锂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：可溶性钙盐包括不限于乳酸钙、氯化钙、硝酸钙、磷酸二氢钙、碳酸氢钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙、次氯酸钙、溴化钙、碘化钙、氯酸钙、高氯酸钙、高锰酸钙中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：钙改性的海藻酸盐干燥后进行粉碎和筛分，筛分的目数为20～300目。

5.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：活化剂溶液为活化剂饱和水溶液，活化剂为KOH，NaOH，K₂CO₃，H₃PO₄，ZnCl₂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：炭化后产物与活化剂的浸渍比为1:1～1:5。

7.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：活化的过程为先进行低温活化，然后进行高温活化，低温活化温度为300～400℃，时间30～50min，高温活化温度为700～900℃，时间为60-140min。

8.根据权利要求7所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：低温活化温度为350℃，时间30min，高温活化温度为800℃，时间为120min。

9.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：加热碳化的温度为500-900℃；加热时的升温速率为1～20℃/min。

10.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：保护气为氮气、氦气、氩气惰性气体中的一种或几种组合，保护气的流量为0.1-2L/min。

11.根据权利要求1所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：洗涤的过程为先酸洗再水洗，酸洗试剂为盐酸、硝酸、氢氟酸的水溶液中的一种或几种的组合，酸洗试剂的浓度为1wt～60wt％。

12.根据权利要求11所述的调控海藻酸盐基多孔炭孔结构的方法，其特征在于：酸洗的温度为30-100℃，酸洗时间为120-300min。