[发明专利]一种氮改性介孔碳材料及其制备方法和作为电吸附脱盐电极材料的应用

权利要求书

1.一种基于废旧木材制备氮改性介孔碳材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将废旧木材经过破碎和除杂预处理，得到清洁木材；

2）将所得清洁木材依次经过酸催化高温液态水解和酶催化水解，提取得到木质素；所述酸催化高温液态水解的过程为：将清洁木材与水及酸催化剂在反应釜内，于180~220℃温度及4~5MPa压力条件下，反应15~30min；所述酶催化水解的过程为：将经过酸催化高温液态水解所得木材残渣与缓冲溶液混合后，加入木聚糖酶和纤维素酶，在50~60℃温度下酶解2~4d，余下固体即为木质素；

3）将所得木质素作为碳源，以聚乙烯醇为模板剂，进行炭化处理，得到介孔碳材料；所述炭化处理的过程为：将木质素和聚乙烯醇混合后，置于保护气氛中，先在220~280℃温度下保温1~3h，再以5~15℃/min的升温速率升温至850~ 950℃保温1~3h；木质素和聚乙烯醇的质量比为1:3~5；

4）将所得介孔碳材料进行氮掺杂改性，即得；所述氮掺杂过程为：将介孔碳材料加入水中，再加入浓硫酸和碱性紫，先在90~110℃温度下反应5~8h，再在140~170℃条件下反应5~8h，反应混合物经过离心分离去除悬浮物后，进行干燥，干燥所得粉体置于保护气氛下，在550~650℃温度下煅烧4~6h，得到氮改性介孔碳材料；介孔碳材料与水的固液比为1g:15~25mL，浓硫酸为80μL，碱性紫的质量为介孔碳材料质量的0.5~0.8倍。

2.根据权利要求1所述的一种基于废旧木材制备氮改性介孔碳材料的方法，其特征在于：清洁木材与水的固液比1g:15~25mL；酸催化剂为清洁木材与水总质量的0.01~0.1%；所述酸催化剂为甲叉琥珀酸。

3.根据权利要求1所述的一种基于废旧木材制备氮改性介孔碳材料的方法，其特征在于：木材残渣与缓冲溶液的固液比为1g:15~25mL，木聚糖酶用量为10~20FPU/g，纤维素酶为20~30FPU/g；所述缓冲溶液为醋酸-醋酸钠溶液。

4.一种氮改性介孔碳材料，其特征在于：由权利要求1~3任一项方法制备得到。

5.权利要求4所述的一种氮改性介孔碳材料的应用，其特征在于：作为电吸附脱盐电极材料应用。